一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，屬于固體與液體反應制取氣體【技術領域】。本裝置包括儲液箱、加料倉、反應室、氣液分離室、補液瓶和過濾器。儲液箱的底部通過管道與反應室的底部相連通，其側面開有排液口。加料倉置于反應室的上部，并通過管道與反應室的上部相連通。反應室上部側壁開有出氣管道，反應室與氣液分離室通過出氣管道相連通，氣液分離室的頂部開有出氣管。補液瓶置于氣液分離室的上部，其下部的補液管伸入氣液分離室內。過濾器的進口通過管道與氣液分離室的底部相連通，其出口通過管道與反應室的底部相連通。本裝置無需消耗外部電能，即可實現液體自動循環、制氣反應自動啟停、液體反應物自動補充，使用方便。
【專利說明】一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，屬于固體與液體反應制取氣體【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在諸如鋁-水制氫、鋅-堿制氫等裝置中，通常需要電解液循環流動以提高制氣速度穩定性，在停止工作時需要將金屬反應物與液體反應物分離開。中國專利ZL200910084956.3公開的 一種以兩性金屬為原料的不間斷制氫發電裝置，陽極板和陰極板置于箱體內的電解質中，陽極板和陰極板之間設有金屬顆粒，電解液通過泵進行循環。中國專利ZL02148850.9公開的一種電化學鋁_水儲氫、制氫的方法及設備，利用鋁合金極板和析氫催化劑極板，實現電化學反應制氫，用循環過濾泵實現電解液循環和過濾。中國專利ZL03118846.X公開的一種氫氣的制備方法及裝置，將金屬硼氫化物的水溶液或堿性水溶液與通過化學沉積在多孔載體材料的過渡金屬硼化物催化劑接觸，硼氫化物發生水解反應，釋放出氫氣。上述已有方法中，要么需要電動泵使液體循環，要么無循環措施，而且不易中途停止工作。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提出一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，以實現固-液反應制氣裝置的液體自動循環、反應自動啟停和液體自動補給。
[0004]本發明提出的由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，包括儲液箱、加料倉、反應室、氣液分離室、補液瓶和過濾器；所述的儲液箱的底部通過管道與反應室的底部相連通，儲液箱的側面開有排液口，儲液箱的上部開有放氣閥；所述的加料倉置于反應室的上部，加料倉通過管道與反應室的上部相連通，加料倉與反應室之間的管道上設有密封閥；所述的反應室上部側壁開有出氣管道，反應室與氣液分離室通過出氣管道相連通，氣液分離室的頂部開有出氣管，出氣管上設有開關閥；所述的補液瓶置于氣液分離室的上部，補液瓶下部的補液管伸入氣液分離室內，補液管上設有單向閥；所述的過濾器的進口通過管道與氣液分離室的底部相連通，過濾器的出口通過管道與反應室的底部相連通。
[0005]上述裝置中，所述的出氣管道的與氣液分離室一側相連的氣體出口高出出氣管道的與反應室相連的一側的氣體入口，高出距離為h米，h≤P/g，其中P為產氣壓力，g為重力加速度。
[0006]本發明提出的一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，其優點是，無需消耗外部電能，即可實現液體自動循環、制氣反應自動啟停、液體反應物自動補充，使用方便，可用于小流量制氣，也可用于大流量規模化制氣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明提出的由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置的結構示意圖。[0008]圖1中，I是反應室，2是加料倉，3是密封閥，4是出氣道，5是補液瓶，6是單向閥，7是出氣管，8是開關閥，9是補液管，10是氣液分離室，11是過濾器，12是管道，13是儲液箱，14是排液口，15是放氣閥。
【具體實施方式】
[0009]本發明提出的由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，其結構如圖1所示，包括儲液箱13、加料倉2、反應室1、氣液分離室10、補液瓶5和過濾器11。儲液箱13的底部通過管道與反應室I的底部相連通，儲液箱13的側面開有排液口 14，上部開有放氣閥15。加料倉2置于反應室I的上部，加料倉2通過管道與反應室I的上部相連通，加料倉2與反應室I之間的管道上設有密封閥3。反應室I上部側壁開有出氣管道4，反應室I與氣液分離室10通過出氣管道4相連通，氣液分離室10的頂部開有出氣管7，出氣管7上設有開關閥8。補液瓶5置于氣液分離室10的上部，補液瓶5下部的補液管9伸入氣液分離室10內，補液管9上設有單向閥6。過濾器11的進口通過管道與氣液分離室10的底部相連通，過濾器11的出口通過管道與反應室I的底部相連通。
[0010]本發明提出的用于由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置中，出氣管道4的與氣液分離室10 —側相連的氣體出口高出出氣管道的與反應室I相連的一側的氣體入口，高出距離為h米，h < P/g，其中P為產氣壓力，g為重力加速度。在反應室加入固體反應物和液體反應物，出氣道入口上邊緣高于液面不超過10毫米而下邊緣低于液面，關閉密封閥3和放氣閥15后，借助反應產生的氣體把部分液體經出氣口從反應室推入氣液分離室，便能實現反應液自動循環；反應室下部經聯通管外接一個儲液箱，氣液分離室上有出氣管，出氣管帶開關閥，當關閉此開關閥后，反應室內的氣壓升高把反應液壓入儲液箱，自動停止制氣反應，打開開關閥后，液體反應液回流至反應室，自動恢復制氣反應，從而實現自動啟停；氣液分尚室上有補液瓶，補液瓶帶單向閥且下接補液管，補液管下出口位置與反應室液面相同(低于反應室中出氣道入口上邊緣而高于其下邊緣)，由此實現自動補液。該裝置的結構特征是，至少包括反應室、氣液分離室、儲液箱和補液瓶，連接反應室與氣液分離室的出氣道出口高于入口，氣液分離室下部的管路與儲液箱相連，也可與反應室下部相連，在反應液循環的管路中，還可加設過濾器。固體反應物可以是顆粒、粉末、板材、條塊或線體。
[0011]本發明的用于由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，無需消耗外部電能，即可實現液體自動循環、制氣反應自動啟停、液體反應物自動補充。以顆粒型固體反應物和水性反應物制取氣體最佳實施例，如鋁粒-堿液制氫。
[0012]本發明裝置的工作過程是:
[0013]向反應室I中依次加入固體反應物和液體反應物，出氣管道4的入口上邊緣高于液面，但不超過10毫米，而下邊緣低于液面，關閉儲液箱上的放氣閥15，通過密封閥3將加料口密封后，借助反應產生的氣體把部分液體經出氣道從反應室I推入氣液分離室10，便能實現反應液自動循環。
[0014]反應室I下部經聯通管外接一個儲液箱13，氣液分離室10上有出氣管7，出氣管7帶開關閥8，當關閉此開關閥8后，反應室I內的氣壓升高把反應液壓入儲液箱13，使固體反應物和液體反應物分開，自動停止制氣反應；再次打開開關閥8后，液體反應液回流至反應室1，自動恢復制氣反應，從而實現自動啟停。[0015]氣液分離室10上有補液瓶5，補液瓶5帶單向閥6且下接補液管9，補液管9下出口位置與反應室I液面相同(低于反應室中出氣道入口上邊緣而高于其下邊緣)，由此實現自動補液。
[0016]氣液分離室10的底部設有過濾器11，其作用是濾除反應液中的不可溶物質，以提高反應室I內反應速度的穩定性。
[0017]以下介紹本發明裝置的一個應用實例:鋁顆粒與氫氧化鈉溶液反應制取氫氣。反應室I高500毫米，容積為50升，氣液分離室10的高度為100毫米，容積為2升，連接反應室與氣液分離室的出氣道4，出氣道4的直徑為20毫米，其入口中心在反應室內距底面400毫米，其出口高于入口 80毫米，儲液箱13在高于出氣道4入口中心的部分容積為60升，補液瓶內裝4升純凈水。配制質量濃度為40%的氫氧化鈉溶液60升，從加料倉2向反應室I加入鋁顆粒10千克，再從加料倉2向反應室I加入配制好的氫氧化鈉溶液，使液面達到與出氣道入口上邊緣的高度。關閉儲液箱放氣閥15，密封加料口，便有氫氣和氫氧化鈉溶液一起從出氣道進入氣液分離室，并形成氫氧化鈉溶液自動循環，可得到I千克氫氣。調節氣液分離器上的開關閥8，可控制出氣管7中氫氣的流量和壓力。在鋁顆粒未反應完的情況下，當關閉開關閥8后，反應室I內的溶液被氫氣壓入儲液箱，反應自動終止，打開開關閥8，溶液回到反應室，制氫反應繼續進行。制氫過程中，補液瓶5中的純凈水自動補入到氣液分離室10，不僅保證氫氧化鈉溶液的循環，還延緩氫氧化鈉溶液變濃。
【權利要求】
1.一種由固體反應物和液體反應物制取氣體的裝置，其特征在于該制氣裝置包括儲液箱、加料倉、反應室、氣液分離室、補液瓶和過濾器；所述的儲液箱的底部通過管道與反應室的底部相連通，儲液箱的側面開有排液口，儲液箱的上部開有放氣閥；所述的加料倉置于反應室的上部，加料倉通過管道與反應室的上部相連通，加料倉與反應室之間的管道上設有密封閥；所述的反應室上部側壁開有出氣管道，反應室與氣液分離室通過出氣管道相連通，氣液分離室的頂部開有出氣管，出氣管上設有開關閥；所述的補液瓶置于氣液分離室的上部，補液瓶下部的補液管伸入氣液分離室內，補液管上設有單向閥；所述的過濾器的進口通過管道與氣液分離室的底部相連通，過濾器的出口通過管道與反應室的底部相連通。
2.一種如權利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的出氣管道的與氣液分離室一側相連的氣體出口高出出氣管道的與反應室相連的一側的氣體入口，高出距離為h米，h ( P/g，其中P為產氣壓力，g為重力加速度。
【文檔編號】C01B3/08GK103432966SQ201310395100
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】裴彧 申請人:裴彧