本技術(shù)涉及一種在線供氫系統(tǒng)，特別涉及一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氫氣作為清潔能源的應用范圍越來越廣泛，最初壓縮、液化氣瓶等儲存、運輸?shù)姆椒ㄒ呀?jīng)不能符合全部應用場景，甚至會出現(xiàn)在某些場景下無法使用該類方法的情況。固態(tài)儲氫制氫材料運輸方便、可直接制備氫氣，另外延伸了按需制氫、在線供氫技術(shù)，滿足了很多不同條件下對氫氣的制取需求。然而現(xiàn)有的在線供氫很多都是一次投料，這種方式不能保證氫氣的連續(xù)穩(wěn)定供應，體積大的反應容器不利于更換，可能導致功率的消耗和損失。雖然自動連續(xù)投料已經(jīng)有人提出相關(guān)設計，但是產(chǎn)生的氫氣需要使用集氣瓶進行壓縮收集后再進行特定氣壓的輸出才能匹配后續(xù)連接的不同功率的燃料電池或內(nèi)燃機，無法直接連接動力裝置。并且每次制取完成后需要人工更換反應容器中的反應物料，才能準備下次反應，導致制氫效率較低，不適用于小型化自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，包括水解反應發(fā)生裝置、反應腔體自動更換裝置、控制器、電源；

2、所述的水解反應發(fā)生裝置包括密封蓋、蠕動泵、水箱、冷凝干燥裝置，所述的密封蓋固定在架體上，密封蓋上分別設有上下貫通的反應液輸入口和氫氣輸出口，反應液輸入口下端連接有反應液輸入管；所述的反應液輸入口上端通過連接管路與蠕動泵相連，蠕動泵與水箱相連；所述的氫氣輸出口上端通過連接管路與冷凝干燥裝置相連；冷凝干燥裝置的輸出管路與外接裝置；蠕動泵與控制器和電源相連，控制器控制蠕動泵的運行；

3、所述的反應腔體自動更換裝置包括轉(zhuǎn)盤、反應腔體、轉(zhuǎn)軸、升降裝置，所述的轉(zhuǎn)盤上設有數(shù)個通孔，數(shù)個通孔按照圓周等間隔排布，每一通孔內(nèi)設有一個反應腔體；轉(zhuǎn)盤設在轉(zhuǎn)軸的上方，轉(zhuǎn)盤的中心軸與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸與控制器和電源相連，驅(qū)動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；所述的升降裝置設在密封蓋正下方，轉(zhuǎn)盤上的通孔位于升降裝置和密封蓋之間，在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)盤上的某一通孔處于升降裝置和密封蓋同一中軸線上，升降裝置與控制器和電源相連，控制器控制升降裝置的升降。

4、所述的密封蓋位于反應腔體上方，密封蓋與反應腔體開口接觸的面上設有密封膠圈，當密封蓋與反應腔體連接時，所述的反應液輸入管深入到反應腔體內(nèi)。

5、所述的反應腔體為柱狀中空筒，直徑小于轉(zhuǎn)盤上的通孔直徑，反應腔體上端開口，反應腔體外圈設有大于轉(zhuǎn)盤上的通孔直徑的凸起部，用于將反應腔體卡接于通孔上。

6、進一步的，所述的冷凝干燥裝置與外接裝置之間的輸出管路上分別設有氣體流量計、壓力計和氣體閥門，氣體閥門設在外接裝置前端。氣體流量計、壓力計與控制器和電源相連。

7、進一步的，所述的反應腔體內(nèi)預先填充有定量的水解制氫原料，如鋁鎵基合金、硼氫化鈉等不同的水解制氫材料。

8、進一步的，所述的反應腔體呈圓柱形，內(nèi)部容積為40-50立方厘米。

9、進一步的，所述的反應液輸入管下部設有數(shù)個通孔，多個通孔供反應液流出滴加進反應腔體中，多個通孔設置還可以防止水解過程中孔洞堵塞影響氫氣的產(chǎn)生速率。

10、本實用新型的工作原理：

11、控制器控制轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當某一反應腔體與密封蓋對應后，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，啟動升降裝置向上推動反應腔體并施加一定的壓力，使反應腔體升起并與密封蓋緊密銜接，保持密封狀態(tài)。再通過控制器控制蠕動泵運行，按照設定的泵速將水箱內(nèi)的水通過連接管路泵入反應腔體內(nèi)，從反應液輸入管上的通孔流出，與反應腔體內(nèi)預先填充的水解制氫原料水解制氫反應。氫氣上升從密封蓋的氫氣輸出口輸出，并經(jīng)過連接管路輸出到冷凝干燥裝置進行冷凝、干燥。最后，當氣體流量計、壓力計達到一定的數(shù)值時，打開氣體閥門向外接裝置如燃料電池中輸送穩(wěn)定流速的氫氣。當反應腔體的反應時間達到控制器中的預先設置好的時間時，其中的水解制氫原料基本消耗完，控制器控制反應腔體下方的升降裝置卸壓下降，使反應腔體與密封蓋分離，隨之下降落回轉(zhuǎn)盤的通孔上，隨后控制器控制轉(zhuǎn)盤再次旋轉(zhuǎn)，至下一個反應腔體到達密封蓋正下方時停止旋轉(zhuǎn)，重復上述步驟使該反應腔體升起與密封蓋密封連接繼續(xù)反應。

12、本實用新型的有益效果：

13、1)本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單新穎，更換反應腔體的過程簡單，且水解過程操作容易控制；水解過程中通過更換裝置實現(xiàn)反應腔體的更換，達到穩(wěn)定持續(xù)在線供氫的目的，對于一些特殊條件的氫氣功能需求有著極大的適配性；

14、2)多個反應腔體配合定時控制的機械裝置進行連續(xù)更換實現(xiàn)持續(xù)供氫，可以提高供氫過程自身的獨立性，實現(xiàn)長時間穩(wěn)定供氫和輸出能量；

15、3)采用固定投料，控制進水流量的方式，可以調(diào)控產(chǎn)生氫氣的瞬時流速，匹配不同的場景需求并且維持功能穩(wěn)定持續(xù)；

16、4)以聚四氟乙烯為材質(zhì)可以應對不同的溫度以及不同酸堿度的水解環(huán)境，保證了供氫過程中的安全性和穩(wěn)定性，并且可以根據(jù)不同的要求更新反應腔體中不同的水解制氫材料，如鋁鎵基合金、硼氫化鈉等；

17、5)在材料的儲備和運輸方面，水解制氫材料與反應腔體一同密封儲存的方式與壓縮、液化氣瓶的方式相比更便于更換和運輸。

技術(shù)特征：

1.一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：包括水解反應發(fā)生裝置、反應腔體自動更換裝置、控制器、電源；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的密封蓋位于反應腔體上方，密封蓋與反應腔體開口接觸的面上設有密封膠圈，當密封蓋與反應腔體連接時，所述的反應液輸入管深入到反應腔體內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的反應腔體為柱狀中空筒，直徑小于轉(zhuǎn)盤上的通孔直徑，反應腔體上端開口，反應腔體外圈設有大于轉(zhuǎn)盤上的通孔直徑的凸起部，將反應腔體卡接于通孔上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的冷凝干燥裝置與外接裝置之間的輸出管路上分別設有氣體流量計、壓力計和氣體閥門，氣體閥門設在外接裝置前端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的反應腔體內(nèi)預先填充有定量的水解制氫原料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的反應腔體呈圓柱形，內(nèi)部容積為40-50立方厘米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，其特征在于：所述的反應液輸入管下部設有數(shù)個通孔。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種可自動連續(xù)水解的在線供氫系統(tǒng)，包括水解反應發(fā)生裝置、反應腔體自動更換裝置、控制器、電源；本技術(shù)更換反應腔體的過程簡單，且水解過程操作容易控制；水解過程中通過更換裝置實現(xiàn)反應腔體的更換，達到穩(wěn)定持續(xù)在線供氫的目的，對于一些特殊條件的氫氣功能需求有著極大的適配性；多個反應腔體配合定時控制的機械裝置進行連續(xù)更換實現(xiàn)持續(xù)供氫，可以提高供氫過程自身的獨立性，實現(xiàn)長時間穩(wěn)定供氫和輸出能量；采用固定投料，控制進水流量的方式，可以調(diào)控產(chǎn)生氫氣的瞬時流速，匹配不同的場景需求并且維持功能穩(wěn)定持續(xù)，水解制氫材料與反應腔體一同密封儲存的方式與壓縮、液化氣瓶的方式相比更便于更換和運輸。

技術(shù)研發(fā)人員：高錢,楊心雨,李一凡,金峙江,曲洪巖,張勝,郭明珠
受保護的技術(shù)使用者：吉林大學
技術(shù)研發(fā)日：20240307
技術(shù)公布日：2024/10/24