【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬燃料電池—氫氣的制備與應用，涉及硼氫化鈉制氫系統，具體指是一種以噴霧方式進料的硼氫化鈉水解制氫系統。
技術介紹
1、質子交換膜(pem)燃料電池是將儲存于氫氣中的化學能直接轉化為電能的裝置，具有結構簡單、高效清潔，啟動溫度低，安靜無噪音等優點，是汽車、通信基站和便攜式移動電子設備等動力電源的優先選擇。但是，高昂的儲氫成本、未能及時配套加氫基礎設施嚴重阻礙了燃料電池汽車的商業化進程。
2、氫氣作為能源載體，可通過化學、生物或者電解方式來制取。硼氫化鈉水解制氫，是目前現場制氫供氫中的熱點技術，具有很多優點，如：原料產物環境友好，不排放含碳和含氮的有害氣體；儲氫量高；儲存、使用安全，運載方便；制備的氫氣純度高，不會造成燃料電池電極催化劑的毒化；能量利用率高，不需要外加能量就可以把nabh4及一部分水中的氫釋放出來。
3、目前nabh4溶液水解制氫體系中存在反應原料nabh4反應不充分，氫氣釋放量低、反應溫度失控、副產物難清除等一系列的問題。比如，中國專利cn202120567345.0公開的一種硼化氫鈉溶液水解制氫系統，nabh4溶液水解制氫是一種放熱反應，產生大量的熱，隨著nabh4溶液持續性加入和水解制氫反應的不斷進行，反應罐中的溫度也隨之持續上升，達到約100℃的高溫，使反應體系的溫度過高導致溶液爆沸，致使安全生產事故和人員傷害，這些問題阻礙了硼氫化物現場制氫技術在便攜式燃料電池電源設備和燃料電池汽車的應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在
2、為實現上述目的，本專利技術提供的技術方案是一種改進的以噴霧方式進料的硼氫化鈉水解制氫系統，包括nabh4溶液存儲罐、制氫反應罐、冷卻裝置；所述nabh4溶液存儲罐，用于存儲nabh4溶液，并向所述制氫反應罐中輸送nabh4溶液；所述制氫反應罐，用于nabh4水解制氫，在所述制氫反應罐中自上而下依次間隔設置有上噴淋裝置、可轉動的網狀催化劑反應床、下噴淋裝置；所述上噴淋裝置和下噴淋裝置分別通過管道與所述nabh4溶液存儲罐連通，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置分別向所述網狀催化劑反應床噴淋nabh4溶液；所述網狀催化劑反應床用于nabh4溶液催化水解反應；所述冷卻裝置設置于所述制氫反應罐外周，通過與所述制氫反應罐中熱交換，降低所述制氫反應罐中溫度。
3、優選地，所述冷卻裝置包括殼體，所述殼體位于所述制氫反應罐外周，所述殼體與所述制氫反應罐罐壁之間形成中空結構，在所述冷卻裝置的殼體相對應的兩側分別開設有冷卻液進液端以及冷卻液出液端，所述冷卻液從冷卻液進液端進入所述中空結構中，從所述冷卻液出液端流出所述中空結構，形成冷卻通路。
4、優選地，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置上分別密集設置有若干噴嘴，所述噴嘴與所述網狀催化劑反應床之間的距離滿足所述噴嘴可將霧化后的nabh4溶液噴淋到所述網狀催化劑反應床上。
5、優選地，所述上噴淋裝置的噴淋流速小于所述下噴淋裝置的噴淋流速。
6、優選地，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置與所述nabh4溶液存儲罐連通的管道上分別設置有數字流速控制器。
7、優選地，所述網狀催化劑反應床包括具有多孔結構的反應床體，在所述反應床體上固定設置有薄網狀催化劑，所述反應床體可轉動地設置在所述制氫反應罐中。
8、優選地，所述反應床體的材質為多孔的金屬材料或多孔的塑料材料，所述反應床體的材質具有熱傳導性能、憎水性、不吸附氫氣、且耐堿腐蝕性能。
9、優選地，所述薄網狀催化劑為擔載型或非擔載型的貴金屬、非貴金屬或非金屬催化劑。
10、優選地，所述薄網狀催化劑為泡沫鎳網、鈦網或塑料網擔載的pt、ru、rh、fe、co催化劑中任意一種。
11、優選地，在所述制氫反應罐中底部設置有副產物收集槽，所述副產物收集槽貼合內壁設置。
12、本專利技術通過在nabh4溶液水解制氫反應的反應罐外壁設置的高效的冷卻裝置，能夠迅速有效降低制氫反應罐溫度。
13、在制氫反應罐中的薄網狀催化劑反應床的上方、下方各配備一個nabh4溶液的噴淋裝置，實現從薄網狀催化劑反應床的上下方分別噴淋nabh4溶液，提高nabh4溶液與薄網狀催化劑反應床的有效接觸效率，保證nabh4溶液的完全反應。
14、通過設置高精度的數字流速控制器，可以精確控制噴淋的溶液流速、流量。使反應過程中nabh4溶液的物質的量能夠被精確計量和監控，最大限度提高nabh4溶液的利用率和副產物脫離催化劑表面的速率，確保nabh4溶液和催化劑持續性接觸，以及催化劑活性恒定，從而實現制氫反應過程中反應速率、氫氣產量按需可控。
15、通過高速旋轉的薄網狀催化劑反應床，利用離心力、氣體壓力以及重力作用實現反應副產物nabo2從催化劑表面的快速分離，最終實現nabh4溶液的氫氣釋放量達到理論的高效值。
16、通過在制氫反應罐底部設置副產物收集槽，實現副產物的收集。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種改進的以噴霧方式進料的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，包括NaBH4溶液存儲罐、制氫反應罐、冷卻裝置；
2.根據權利要求1所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述冷卻裝置包括殼體，所述殼體位于所述制氫反應罐外周，所述殼體與所述制氫反應罐罐壁之間形成中空結構，在所述冷卻裝置的殼體相對應的兩側分別開設有冷卻液進液端以及冷卻液出液端，所述冷卻液從冷卻液進液端進入所述中空結構中，從所述冷卻液出液端流出所述中空結構，形成冷卻通路。
3.根據權利要求1所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置上分別密集設置有若干噴嘴，所述噴嘴與所述網狀催化劑反應床之間的距離滿足所述噴嘴可將霧化后的NaBH4溶液噴淋到所述網狀催化劑反應床上。
4.根據權利要求3所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置的噴淋流速不同，其中，所述上噴淋裝置的噴淋流速小于所述下噴淋裝置的噴淋流速。
5.根據權利要求3所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置與所述NaBH4溶液存儲罐連通的管道上分
6.根據權利要求1至5任一項所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述網狀催化劑反應床包括具有多孔結構的反應床體，在所述反應床體上固定設置有薄網狀催化劑，所述反應床體可轉動地設置在所述制氫反應罐中。
7.根據權利要求6所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述反應床體的材質為多孔的金屬材料或多孔的塑料材料，所述反應床體的材質具有熱傳導性能、憎水性、不吸附氫氣、且耐堿腐蝕性能。
8.根據權利要求6所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述薄網狀催化劑為擔載型或非擔載型的貴金屬、非貴金屬或非金屬催化劑。
9.根據權利要求8所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述薄網狀催化劑為泡沫鎳網、鈦網或塑料網擔載的Pt、Ru、Rh、Fe、Co催化劑中任意一種。
10.根據權利要求1所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，在所述制氫反應罐中底部設置有副產物收集槽，所述副產物收集槽貼合內壁設置。
...【技術特征摘要】
1.一種改進的以噴霧方式進料的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，包括nabh4溶液存儲罐、制氫反應罐、冷卻裝置；
2.根據權利要求1所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述冷卻裝置包括殼體，所述殼體位于所述制氫反應罐外周，所述殼體與所述制氫反應罐罐壁之間形成中空結構，在所述冷卻裝置的殼體相對應的兩側分別開設有冷卻液進液端以及冷卻液出液端，所述冷卻液從冷卻液進液端進入所述中空結構中，從所述冷卻液出液端流出所述中空結構，形成冷卻通路。
3.根據權利要求1所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置上分別密集設置有若干噴嘴，所述噴嘴與所述網狀催化劑反應床之間的距離滿足所述噴嘴可將霧化后的nabh4溶液噴淋到所述網狀催化劑反應床上。
4.根據權利要求3所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋裝置和下噴淋裝置的噴淋流速不同，其中，所述上噴淋裝置的噴淋流速小于所述下噴淋裝置的噴淋流速。
5.根據權利要求3所述的硼氫化鈉水解制氫系統，其特征在于，所述上噴淋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙新生，劉颯，魏永生，李笑笑，韋露，
申請(專利權)人：江蘇意銘燃動新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。