專利名稱：一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，具體地講是涉及一種硼氫化 物制氫過(guò)程中的多重氫氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氫是一種清潔燃料，因?yàn)槠淇梢栽跉錃庀难b置如燃料電池或者內(nèi)燃機(jī)中與氧氣反應(yīng)產(chǎn) 生能量和水，在反應(yīng)中沒(méi)有其它副產(chǎn)物，因此，使用氫作為燃料有效的解決了使用石油燃料 時(shí)伴隨的環(huán)境問(wèn)題。但是，如何安全、有效的存儲(chǔ)氫氣一直是技術(shù)人員在努力解決的問(wèn)題， 許多氫載體包括烴、金屬氫化物和化學(xué)氫化物都被視為氫儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)，例如堿金屬氫化 物、堿金屬鋁氫化物和堿金屬硼氫化物。其中硼氫化物是一種高儲(chǔ)氫含量的材料，既能催化 水解釋放氫氣作為高容量、高純氫源材料，又可直接通過(guò)電化學(xué)方式作為高容量負(fù)極材料， 在典型的多相催化體系中，硼氫化物和水產(chǎn)生氫氣和硼酸鹽的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)可以用下面的化 學(xué)反應(yīng)表示
MBH4_ 2H20^4H2 —MB02
其中，M可以是Na、 K、 Li等堿金屬。
硼氫化鈉極易水解，即使在常溫下，硼氫化鈉溶液也會(huì)很快水解掉一半。因此，為了使 硼氫化鈉能夠在現(xiàn)實(shí)生活中得到應(yīng)用，平時(shí)必須將其保持在強(qiáng)堿性溶液中。其余的硼氫化物 也都必須保持在強(qiáng)堿性溶液中。硼氫化鈉水解是一個(gè)放熱反應(yīng)，每產(chǎn)生lmolH2放出75kJ熱量 ，從而使得反應(yīng)液的溫度升高。在較高的溫度下，生成的氫氣會(huì)將溶液中的堿液帶出。如果 不除掉氫氣中的堿性雜質(zhì)，則會(huì)對(duì)燃料電池的電堆造成損害，縮短了電堆的使用壽命。
美國(guó)專利US715033B2公開(kāi)了一種氫氣發(fā)生器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可滲透膜， 其使得氫氣可以通過(guò)該膜而阻止水溶液通過(guò)該膜。該系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了燃料電池 的除堿問(wèn)題，但是膜兩側(cè)有較大的壓力差，對(duì)氫氣發(fā)生器的材質(zhì)和密封有較高的要求。因?yàn)?膜兩側(cè)大的壓差，增加了硼氫化物反應(yīng)液?jiǎn)为?dú)依靠重力流入反應(yīng)器的難度。另外可滲透膜容 易污堵，需要定期清理和更換，不易于日常維護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，使用和更換方 便，能有效除掉硼氫化物水解所產(chǎn)生氫氣中夾帶的堿液，可大規(guī)模應(yīng)用于燃料電池等領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，包括洗液池、氫氣出口、設(shè)置于洗液池上部 的氫氣入口，所述氫氣凈化系統(tǒng)還包括除霧裝置、固體除堿裝置，洗液池上部與除霧裝置的 下部連通，除霧裝置的上部與固體除堿裝置的下部連通，氫氣出口設(shè)于固體除堿裝置的上部
所述氫氣凈化系統(tǒng)可以為合體裝置，洗液池設(shè)于所述氫氣凈化系統(tǒng)的底部，洗液池上方 由下到上依次為除霧裝置和固體除堿裝置。
所述氫氣凈化系統(tǒng)也可以為分體裝置，洗液池上部與除霧裝置的下部、除霧裝置的上部 與固體除堿裝置的下部為氣路連接。
所述洗液池中洗液為酸或水。
所述除霧裝置為間錯(cuò)擋板、絲網(wǎng)、折流板、旋流板、蛇型板、波紋板中的一種。 所述固體除堿裝置設(shè)有多孔支撐層，多孔支撐層上設(shè)有除堿劑。 所述多孔支撐層為多孔板或絲網(wǎng)。
所述除堿劑為分子篩、脫脂棉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、活性炭、變色硅膠和
Fee^"6I^O中的一種或其中幾種的混合物。
所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X HP分子篩、13X PG分子篩、13X APG分子篩、XH-5分子篩中的一種或其中幾種的混合物。
操作時(shí)，含堿的氫氣通過(guò)氫氣入口進(jìn)入洗液池，經(jīng)酸洗或水洗，脫除部分堿，然后上升 或通過(guò)氣路進(jìn)入除霧裝置，氣體和氣體中夾帶的霧狀液滴由于慣力的不同，存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng) ，在重力和離心力的作用下，液滴冷凝聚集，沉落至除霧裝置的底部，凈化后的氣體繼續(xù)上 升或通過(guò)氣路進(jìn)入固體除堿裝置，通過(guò)多孔支撐層上的除堿劑繼續(xù)脫除堿，得到純凈的氫氣 并從氫氣出口排出。
如多孔支撐層和除霧裝置皆為絲網(wǎng)時(shí)，可合為一體。
本實(shí)用新型提供的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)設(shè)置洗液池、 除霧裝置以及固體除堿裝置，可以有效的去除氫氣中夾帶的堿液，使氫氣得到凈化，并達(dá)到 2%的相對(duì)濕度，減少了堿液對(duì)燃料電池等產(chǎn)品的損害；另外，洗液池中的酸或水以及固體 除堿裝置中的除堿劑可以根據(jù)需要，方便的更換和清洗，易于日常維護(hù)，可大規(guī)模應(yīng)用于燃 料電池等領(lǐng)域。


圖l是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的剖面圖；圖2是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的剖面圖3是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例l
一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，如圖1所示，包括洗液池l、氫氣出口5、設(shè) 置于洗液池1上部的氫氣入口2，所述氫氣凈化系統(tǒng)還包括除霧裝置3、固體除堿裝置4，洗液 池1上部與除霧裝置3的下部連通，除霧裝置3的上部與固體除堿裝置4的下部連通，氫氣出口 5設(shè)于固體除堿裝置4的上部。所述氫氣凈化系統(tǒng)為合體裝置，洗液池l設(shè)于所述氫氣凈化系 統(tǒng)的底部，洗液池1上方由下到上依次為除霧裝置3和固體除堿裝置4。
所述洗液池l中洗液為酸。
所述除霧裝置3優(yōu)選為間錯(cuò)擋板。
所述固體除堿裝置4設(shè)有多孔板，多孔板上設(shè)有除堿劑。
所述除堿劑為分子篩、脫脂棉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、活性炭、變色硅膠和 Feeir6HsO中的一種或其中幾種的混合物。
所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X HP分子篩、13X PG分子篩、13X APG分子篩、XH-5分子篩中的一種或其中幾種的混合物。
操作時(shí)，含堿的氫氣通過(guò)氫氣入口2進(jìn)入洗液池1，經(jīng)酸洗，脫除部分堿，然后上升進(jìn)入 間錯(cuò)擋板，氣體和氣體中夾帶的霧狀液滴由于慣力的不同，存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在重力和離心 力的作用下，液滴冷凝聚集，沉落至裝置的底部，凈化后的氣體繼續(xù)上升進(jìn)入固體除堿裝置 4，通過(guò)多孔板上的除堿劑繼續(xù)脫除堿，得到純凈的氫氣并從氫氣出口5排出。
實(shí)施例2
一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，如圖2所示，包括洗液池l、氫氣出口5、設(shè) 置于洗液池1上部的氫氣入口2，所述氫氣凈化系統(tǒng)還包括除霧裝置3、固體除堿裝置4，洗液 池1上部與除霧裝置3的下部連通，除霧裝置3的上部與固體除堿裝置4的下部連通，氫氣出口 5設(shè)于固體除堿裝置4的上部。所述氫氣凈化系統(tǒng)為分體裝置，洗液池1上部與除霧裝置3的下 部、除霧裝置3的上部與固體除堿裝置4的下部為氣路連接。
所述洗液池l中洗液為水。
其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例l。
操作時(shí)，含堿的氫氣通過(guò)氫氣入口2進(jìn)入洗液池1，經(jīng)水洗，脫除部分堿，然后通過(guò)氣路進(jìn)入間錯(cuò)擋板，氣體和氣體中夾帶的霧狀液滴由于慣力的不同，存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在重力和 離心力的作用下，液滴冷凝聚集，沉落至裝置的底部，凈化后的氣體繼續(xù)通過(guò)氣路進(jìn)入固體 除堿裝置4，通過(guò)多孔板上的除堿劑繼續(xù)脫除堿，得到純凈的氫氣并從氫氣出口排出。 實(shí)施例3
一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，如圖3所示，其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例l，只是多孔 支撐層6和除霧裝置皆為絲網(wǎng)，二者為一體。
操作時(shí)，含堿的氫氣通過(guò)氫氣入口2進(jìn)入洗液池1，經(jīng)酸洗，脫除部分堿，然后上升進(jìn)入 絲網(wǎng)，氣體和氣體中夾帶的霧狀液滴由于慣力的不同，存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在重力和離心力的 作用下，液滴冷凝聚集，沉落至裝置的底部，凈化后的氣體繼續(xù)上升進(jìn)入固體除堿裝置4， 通過(guò)絲網(wǎng)上的除堿劑繼續(xù)脫除堿，得到純凈的氫氣并從氫氣出口5排出。
權(quán)利要求1.一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，包括洗液池(1)、氫氣出口(5)、設(shè)置于洗液池(1)上部的氫氣入口(2)，其特征在于所述氫氣凈化系統(tǒng)還包括除霧裝置(3)、固體除堿裝置(4)，洗液池(1)上部與除霧裝置(3)的下部連通，除霧裝置(3)的上部與固體除堿裝置(4)的下部連通，氫氣出口(5)設(shè)于固體除堿裝置(4)的上部。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，其特 征在于所述氫氣凈化系統(tǒng)為合體裝置，洗液池(1)設(shè)于所述氫氣凈化系統(tǒng)的底部，洗液池 (1)上方由下到上依次為除霧裝置(3)和固體除堿裝置(4)。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，其特 征在于所述氫氣凈化系統(tǒng)為分體裝置，洗液池(1)上部與除霧裝置(3)的下部、除霧裝置 (3)的上部與固體除堿裝置(4)的下部為氣路連接。
4 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng) ，其特征在于所述洗液池(1)中洗液為酸或水。
5 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng) ，其特征在于所述除霧裝置(3)為間錯(cuò)擋板、絲網(wǎng)、折流板、旋流板、蛇型板、波紋板中 的一種。
6 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng) ，其特征在于所述固體除堿裝置(4)設(shè)有多孔支撐層(6)，多孔支撐層(6)上設(shè)有除堿 劑。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述多孔支撐層(6)為多孔板或絲網(wǎng)。
8 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述除堿劑為分子篩、脫脂棉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、活性炭、變色硅膠和 Feeir6HsO中的一種或其中幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，其特 征在于所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X HP分子篩、13X PG分子篩、13X APG分子篩、XH-5分子篩中的一種或其中幾種的混合物。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種硼氫化物制氫過(guò)程中的氫氣凈化系統(tǒng)，具體地講是涉及一種硼氫化物制氫過(guò)程中的多重氫氣凈化系統(tǒng)。其包括洗液池(1)、氫氣出口(5)、設(shè)置于洗液池(1)上部的氫氣入口(2)，所述氫氣凈化系統(tǒng)還包括除霧裝置(3)、固體除堿裝置(4)，洗液池(1)上部與除霧裝置(3)的下部連通，除霧裝置(3)的上部與固體除堿裝置(4)的下部連通，氫氣出口(5)設(shè)于固體除堿裝置(4)的上部。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，使用和更換方便，能有效除掉硼氫化物水解所產(chǎn)生氫氣中夾帶的堿液，可大規(guī)模應(yīng)用于燃料電池等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01B3/52GK201158589SQ200820300108
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者王玉曉, 鋼 肖 申請(qǐng)人:漢能科技有限公司