本发明涉及制氢系统,特别是涉及一种罐内装料水解制氢的制氢系统及制氢方法。
背景技术:
1、氢能是实现绿色低碳转型的重要载体,故在未来前景广阔。氢是清洁高效的二次能源,地球上极少有单质氢存在,须由其他化合物转化获得,当前制氢方式主要有四种:化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质制氢等。然而随着可持续发展科学理念的深化,用水(h2o)作为制取氢气的来源无疑是具有更好的广泛性和环保性的,因此,水电解制氢技术逐渐成为目前普遍推广的制氢技术。但是水电解制氢由于需要高电压和大电流以及较大功耗,故其具有制氢成本高、设备复杂和不环保等缺点,仍然不能成为理想的制氢技术和绿氢技术。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种罐内装料水解制氢的制氢系统及制氢方法,该制氢系统体积小、结构简单可靠、经济实用,为氢能应用装备的小型化、便携化提供新思路。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种罐内装料水解制氢的制氢系统,包括制氢罐、储水罐和储氢罐,制氢罐与储水罐之间通过送水机构连通,制氢罐内部设有内置材料罐,制氢罐通过过滤器和干燥器与储氢罐连通;
3、内置材料罐内放有制氢颗粒材料,内置材料罐侧壁设有若干与制氢罐连通的制氢孔;
4、储氢罐内部设有缓冲气囊,储氢罐底部的弹簧式闭气阀顶部设有圆弧形托盘,弹簧式闭气阀底部的半圆柱体与储氢罐底部的排气孔形状相匹配,缓冲气囊不与托盘接触时,弹簧式闭气阀处于开启状态。
5、优选的,储水罐顶部设有进水阀,其底部与送水机构连通。
6、优选的,制氢罐顶部设有安全放气阀,内置材料罐的法兰盘一与制氢罐的法兰盘二连接。
7、优选的,制氢罐的出气管路上依次设有出气电磁开关阀和单向阀一,单向阀一与储氢罐之间依次连通有过滤器和干燥器。
8、优选的,储氢罐与干燥器连通处设有进气开关阀。
9、优选的,送水机构为送水电磁球阀,储水罐底部与送水电磁球阀的顶部连通,送水电磁球阀的底部与制氢罐的顶部连通,内置材料罐位于制氢罐的底部。
10、优选的,送水机构为水泵,储水罐底部与制氢罐底部通过水泵连通,内置材料罐位于制氢罐顶部,水泵与制氢罐之间设有单向阀二。
11、上述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统的制氢方法,包括如下步骤,
12、s1、向内置材料罐内放入制氢颗粒材料,先将内置材料罐的一端固定在法兰盘一中心的凹槽上,再将内置材料罐未与法兰盘一连接的一端穿过法兰盘二进入制氢罐中,最后将内置材料罐的法兰盘一与制氢罐的法兰盘二连接,将内置材料罐固定在制氢罐内底部;
13、s2、打开进水阀向储水罐内注满水,再开启送水机构向制氢罐内加水,水通过若干制氢孔与内置材料罐中的制氢颗粒材料接触,发生自发水解制氢反应产生氢气;
14、s3、s2中产生的氢气依次经过滤器过滤、干燥器干燥后进入储氢罐的缓冲气囊内,缓冲气囊体积逐渐增大,储氢罐内被挤压的空气经底部的排气孔运动出储氢罐;
15、s4、当缓冲气囊体积膨胀至其底部与托盘接触,托盘逐渐在缓冲气囊的带动下下移,弹簧式闭气阀底部的半圆柱体与储氢罐底部的排气孔逐渐连接至排气孔关闭,完成氢气的制备与储存。
16、上述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统的制氢方法,包括如下步骤,
17、s1、向内置材料罐内放入制氢颗粒材料,先将内置材料罐的一端固定在法兰盘一中心的凹槽上,再将内置材料罐未与法兰盘一连接的一端穿过法兰盘二进入制氢罐中,最后将内置材料罐的法兰盘一与制氢罐的法兰盘二连接,将内置材料罐固定在制氢罐内顶部;
18、s2、打开进水阀向储水罐内注满水,再开启送水机构向制氢罐内加水,水位升高后通过若干制氢孔进入内置材料罐中,与内置材料罐中的制氢颗粒材料接触,发生自发水解制氢反应产生氢气;
19、s3、s2中产生的氢气依次经过滤器过滤、干燥器干燥后进入储氢罐,随着氢气的加入储氢罐内的气压逐渐增加,当储氢罐与制氢罐内气压处于平衡状态时,关闭出气电磁开关阀和进气开关阀,完成氢气的制备与储存。
20、因此,本发明采用上述结构,其有益效果为:
21、1、本发明提供的制氢系统体积小、结构简单可靠、经济实用,为氢能应用装备的小型化、便携化、车载应用以及户外分布式氢应用开拓了一个新的途径;
22、2、本发明提供的制氢方法使用固态颗粒制氢材料,实现即产即用,使用快捷方便,储氢的纯度高,可以反复多次使用,实用性强。
23、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:包括制氢罐、储水罐和储氢罐,制氢罐与储水罐之间通过送水机构连通,制氢罐内部设有内置材料罐,制氢罐通过过滤器和干燥器与储氢罐连通;
2.根据权利要求1所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:储水罐顶部设有进水阀,其底部与送水机构连通。
3.根据权利要求1所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:制氢罐顶部设有安全放气阀,内置材料罐的法兰盘一与制氢罐的法兰盘二连接。
4.根据权利要求1所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:制氢罐的出气管路上依次设有出气电磁开关阀和单向阀一,单向阀一与储氢罐之间依次连通有过滤器和干燥器。
5.根据权利要求4所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:储氢罐与干燥器连通处设有进气开关阀。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:送水机构为送水电磁球阀,储水罐底部与送水电磁球阀的顶部连通,送水电磁球阀的底部与制氢罐的顶部连通,内置材料罐位于制氢罐的底部。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,其特征在于:送水机构为水泵,储水罐底部与制氢罐底部通过水泵连通,内置材料罐位于制氢罐顶部,水泵与制氢罐之间设有单向阀二。
8.一种罐内装料水解制氢的制氢系统的制氢方法,其特征在于:使用根据权利要求6所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,包括如下步骤,
9.一种罐内装料水解制氢的制氢系统的制氢方法,其特征在于:使用根据权利要求7所述的一种罐内装料水解制氢的制氢系统,包括如下步骤,