專利名稱：一種基于鎂合金的氫氣制備設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氫氣制備設備，特別涉及一種基于鎂合金的氫氣制備設備。
背景技術：
目前已知多種不同的氫氣生產(chǎn)方法，例如:電解水碳處理，水煤氣反應，或者對天然氣進行處理，以及從金屬化合物中提取氫等。氫化物的金屬化合物構成了一大類的堿金屬，而這類氫化物堿金屬化合物在一定條件下吸收氫，而在其他情況下釋放氫。氫化物是昂貴的氫氣生產(chǎn)方法。因為金屬氫化物和氫化物的高價格，以及用于的氫化物與氫氣的生產(chǎn)相關聯(lián)的技術都是昂貴的。水反應的材料，目前已知的有，例如，水反應制備基于鋁，含有鋁作為金屬，導致氫產(chǎn)生和催化劑，選擇含有鋰，鈉和鋰的氫化物，并用于氫氣生產(chǎn)。該制劑是一種高效的氫氣制造方法。但是，它需要特殊的儲存條件，因為它在空氣的耐腐蝕性能差。此外，生產(chǎn)過程代價高昂。這是因為鋰和鈉的反應性高，且價格昂貴。此外美國有一個技術描述了基于鎂合金來生產(chǎn)氫氣的水反應技術。在此過程中，以固體形式的鐵或氧化鐵粉末混合到熔融的鎂中作為催化劑。然而其耐腐蝕性能使得其在實際中的可用性遭到懷疑。此外，它與前面提到的使用鋅，鉻或錳與鐵催化劑的參考方法相t匕，沒有任何實例說明其優(yōu)勢。現(xiàn)有技術價格高，生產(chǎn)復雜，耐腐蝕性差，而且與存儲相關的問題是，工業(yè)生產(chǎn)和其在實踐中缺乏足夠的適用性。因此，本實用新型公開了一種基于鎂合金的氫氣制備設備，以解決上述現(xiàn)有存在的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種基于鎂合金的氫氣制備設備，以解決上述諸多問題，能夠大大提高氫的生產(chǎn)效率，而且成本低廉。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下:一種基于鎂合金的氫氣制備設備，其特征在于，它包括一感應爐，在所述感應爐的外側設置有電感線圈，所述感應爐上還設置有第一開口和第二開口。在本實用新型的一個實施例中，所述第一開口設置在所述感應爐的上部，所述第一開口的一端高于所述感應爐上部的表面，所述第一開口的另一端伸入到所述感應爐的內部。在本實用新型的一個實施例中，所述第二開口設置有在所述感應爐的側面。本實用新型的基于鎂合金的氫氣制備設備，與現(xiàn)有技術相比，能夠大大提高氫的生產(chǎn)效率，而且成本低廉，實現(xiàn)本實用新型的目的。本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

圖1為本實用新型的基于鎂合金的氫氣制備設備的結構示意具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型。如圖1所示，本實用新型的基于鎂合金的氫氣制備設備，它包括一感應爐1，在所述感應爐I的外側設置有電感線圈3，所述感應爐I上還設置有第一開口 11和第二開口 12。在本實用新型中，所述第一開口 11設置在所述感應爐I的上部，所述第一開口 11的一端高于所述感應爐I上部的表面，所述第一開口 11的另一端伸入到所述感應爐I的內部。在本實用新型中，所述第二開口 12設置有在所述感應爐I的側面。在用于制備過程中，鎂2在感應爐I中被電感線圈3融化(或者也可以用其它融化方式)，使其溫度高于其熔點，即760-800攝氏度。然后鋅、鎳等合金催化劑作為添加劑引入其中，使其充分混合，這期間可以使用諸如機械攪拌器等設備使其熔融形成鎂合金產(chǎn)品溶液4，然后將溶液4倒入感應爐I中，凝固成最終產(chǎn)品。最終產(chǎn)品可以具有棒，板，帶等各種形狀。氫反應的制劑可以同樣被塑造成芯片或顆粒形狀。為了用于氫反應制備，芯片或粒狀形式可以更加充分地在海水中進行積極反應。本實用新型公開了一種能夠誘導一個含氯的鹽在進行氫反應時，產(chǎn)生氫的鎂合金混合物，該所述鎂合金混合物，含有少量的一種或多種金屬的催化劑，其中，所述鎂鎂合金混合物包括鎂、鎳、鋅等。之所以采用鎳作為一種極好的催化劑，是因為鎳增加了氫反應的生產(chǎn)效率。另外有關研究發(fā)現(xiàn)，鋅的混合物或鋅會意外地引起產(chǎn)品上的鈍化效果，因此，鋅會增強氫反應的中鎂混合物的耐腐蝕性，即可以作為耐腐蝕的增強劑。使用鋅會防止鎂/鎳混合物與潮濕的大氣進行反應。然而，鋅會不經(jīng)意損害鎂/鎳混合物的良好的產(chǎn)氫能力。本實用新型所述的鎂混合物，鎳和鋅無上限，可以是5%到10%(重量比)，或者更高，但鎳含量的最佳值是在0.5到3.5u/o之間，按重量百分比計鎳含量應該是鋅的約0.02%至
0.5% (重量)。上面所述的最佳數(shù)量，對鎳和鋅而言，價格上是有利的，因此，與任何其他可用的氫反應制劑相比，本實用新型的鎂合金混合物的材料成本是有競爭力的。而且由于良好的氫生產(chǎn)能力和空氣中良好的耐腐蝕性，本實用新型所述鎂合金混合物在工業(yè)生產(chǎn)和實際應用中有良好的發(fā)展前景。與本實用新型相關的是，鎂合金混合物可以含有附加催化劑，即除鎳以外，還有錳(含量為1.5u/o)、鈷(含量為0.5-1.5u/o)等。本實用新型公開了一種以氫反應為基礎的采用鎂合金混合物制造氫的方法。其中鎂被加熱到熔融狀態(tài)，然后將鋅和鎳等催化劑引入到鎂熔體中，將熔體混合并固化。本過程方法簡單，利于實施，方便工業(yè)生產(chǎn)?？紤]到所使用的材料和催化劑，鋅含量低，制造成本將低于一般情況下的技術。[0027]本實用新型的基本原理是基于以下的鎂合金混合物:鎳、鈷、或錳等。實用新型中可使用的催化劑是能夠在晶格中的鎂區(qū)域產(chǎn)生的，電壓在0.1至0.5伏的范圍內變化，而目前通用的是3mA/cm2。本實用新型的水反應金屬混合物具有結合微原電池，它們均勻地分布于整個材料的結晶結構中。鎂合金聯(lián)系生成這些細胞的微陽極，錳、鎳等同等類型的其它化合物構成微陰極。催化劑中產(chǎn)生的結晶結構存在于低的過電壓區(qū)域內。如上文所述，這些區(qū)域是已形成的微原電池的微陰極，它們促進氫的分解。本實用新型中的鎂混合物，連同所選擇的催化劑，作為鈍化劑，假定均勻的熱膨脹系數(shù)材料中含有鋅金屬和形成的氧化膜的氧化鋅。這種保護性的氧化層具有不開裂作用，這樣一旦溫度變化，也不會失去其保護作用，因此耐腐蝕特性可以確保反應在空氣中和新鮮(無鹽)水中進行。催化劑的使用數(shù)量取決于所需的氫氣的生產(chǎn)速率，反過來此速率決定了該制劑的組合物成分。催化劑增加小于0.5% (重量)則對無處不在的氫反應沒有影響。制劑若以所描述的結構進行生產(chǎn)，在這種情況下，其結果明顯減少制劑與海水反應時的氫生成效果。鋅鎂低于0.02u/0型(重量)的產(chǎn)品似乎制備能力不是很強，從而難以使耐腐蝕性不足的水反應制備的氧化物層的表面上產(chǎn)生氫。從實際考慮，選定有利的催化劑的上限和鋅的濃度是必要的，提高該催化劑的上限和鋅的濃度，可以在不增加氫生成比例增加材料成本的情況下提供其耐腐蝕性。鎂和所采用的催化劑金屬，和鋅，基本上是純的。少量雜質不會影響氫的品質。-當氫反應制備在以海水或含氯的鹽溶液中進行，該制劑表面上的氧化膜將失去其防護性能，從而使微型原電池中的鎂作為微陽極，錳鎳等同等類型化合物構成微陰極，從而創(chuàng)建一個回路，并開始有力地與水反應，產(chǎn)生氫氧化鎂的沉淀。本實用新型制劑的微晶結構使工藝的產(chǎn)氫能力處于優(yōu)勢地位。具體的一個實例是:如一個產(chǎn)量為20千克，9.5%純度的鎂的吹壓反應系統(tǒng)。加入至少95%純度的0.6千克鎳，和至少95%純度的0.05公斤鋅到熔爐中，使用機械攪拌器使其熔融混合，然后將溶液倒入一個模具中凝固，由此得到的可以用于海水中的氫反應制備材料。材料放置于海水中，即可進行氫釋放反應，反應速率為每分鐘60ml/cm2。本實用新型所闡述的氫制備工藝和材料，在空氣和常溫下具有良好的的耐腐蝕性。該方法效率高，成本低。由于本實用新型的制備催化劑和鋅的含量低，及制備程序簡單，該工藝成本是顯著小于其它等效的材料。本實用新型的氫反應制備可以被廣泛應用，包括潛艇和海洋打撈作業(yè)，金屬切割的氣體發(fā)生器，焊接和焊接/釬焊連接裝置，等離子體中的還原流體制造等。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.一種基于鎂合金的氫氣制備設備，其特征在于，它包括一感應爐，在所述感應爐的外側設置有電感線圈，所述感應爐上還設置有第一開口和第二開口。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于鎂合金的氫氣制備設備，其特征在于，所述第一開口設置在所述感應爐的上部，所述第一開口的一端高于所述感應爐上部的表面，所述第一開口的另一端伸入到所述感應爐的內部。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于鎂合金的氫氣制備設備，其特征在于，所述第二開口設置有在所述感應爐的側面。
專利摘要本實用新型公開了一種基于鎂合金的氫氣制備設備，它包括一感應爐，在所述感應爐的外側設置有電感線圈，所述感應爐上還設置有第一開口和第二開口。與現(xiàn)有技術相比，能夠大大提高氫的生產(chǎn)效率，而且成本低廉，實現(xiàn)本實用新型的目的。
文檔編號C01B3/16GK202953814SQ20122060106
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2012年11月14日
發(fā)明者張彥龍 申請人:張彥龍