專利名稱：用于金屬粉末還原和燃料電池的環(huán)保制氫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制氫氣裝置，確切地說是用于金屬粉末還原和燃料電池的環(huán)保制氫裝置。
背景技術(shù)：
在制取鎢、鉬、銅、鐵、鉻、鎳、鈷等金屬粉末時，一般采用金屬鹽類氫還原方法。目前工業(yè)化制氫主要有水電解法、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、氨分解法制氫等。天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫一次性投資太大，純度低。電解制氫流程簡單、 運行穩(wěn)定、操作簡便，純度高。水電解制氫是一種較為方便的方法。在充滿氫氧化鉀或氫氧化鈉的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。其化學(xué)反應(yīng)式如下陰極2HL,0+2et +2OH陽極20H—2eoΗ20+1/202 總反應(yīng)式:2Η20= 2Η2 +O2 根據(jù)庫侖定律，氣體產(chǎn)量與電流成正比，與其它因素?zé)o關(guān)。氫氧化鉀的作用在于增加水的電導(dǎo)，本身不參加電解反應(yīng)，理論上是不消耗的。單位氣體產(chǎn)量的電耗，取決于電解電壓，電解槽的工作溫度越高，電解電壓越低，電解氣體壓力的選擇主要根據(jù)用氫的需要。工業(yè)軟水經(jīng)純水裝置制取純水，并送入原料水箱，經(jīng)補水泵輸入堿液系統(tǒng)，補充被電解消耗的水。電解槽中的水，在直流電的作用下被分解成吐與02，并與循環(huán)電解液一起分別進入框架中的氫、氧分離洗滌器后進行氣液分離、洗滌、冷卻。分離后的電解液與補充的純水混合后，經(jīng)堿液冷卻器、堿液循環(huán)泵、過濾器送回電解槽循環(huán)，電解。調(diào)節(jié)堿液冷卻器冷卻水流量，控制回流堿液的溫度，來控制電解槽的工作溫度，使系統(tǒng)安全運行。分離后的氫氣由調(diào)節(jié)閥控制輸出，送入氫氣儲罐，再經(jīng)緩沖減壓后，供用戶使用。氫氣是易燃、易爆品，工廠內(nèi)大量儲存氫氣，是生產(chǎn)安全的巨大隱患，一旦失去控制，后果不堪設(shè)想。因此，廠內(nèi)的儲存量越少越安全，沒有儲存最為理想。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種以太陽能為能源，不經(jīng)過儲存，直接輸送到氫還原爐中，還原金屬鹽類制取鎢、鉬、銅、鐵、鉻、鎳、鈷等金屬粉末的，用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置。用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，它是由陰陽樹脂交換器、水槽、直流電源、電解槽、電解質(zhì)散熱器、氣水分離器、壓力表、壓力保護器、壓力控制器、氫氣干燥器組成，所述的陰陽樹脂交換器的出水管與水槽連通，水槽與電解槽通過供水管連通， 電解槽氫氣口、氣水分離器、氫氣干燥器通過氫氣管道相連通，氫氣干燥器上設(shè)放氣閥，電解槽氧氣出口通過氧氣管與水槽連通，水槽上設(shè)有水槽蓋，水槽蓋上設(shè)氧氣回收口，氣水分離器的冷凝回水管與水槽相連通，壓力控制器、壓力表、壓力保護器安裝在氫氣管道上，所述的電解質(zhì)散熱器設(shè)水槽內(nèi)，通過電解質(zhì)循環(huán)管與電解槽連接，電解質(zhì)循環(huán)管上設(shè)有循環(huán)泵，所述的循環(huán)泵上設(shè)有溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速受電解槽內(nèi)的電解質(zhì)溫度控制，所述的直流電源為充電蓄電池；所述的充電蓄電池由多晶硅太陽能發(fā)電為其充電儲能；所述的陰陽樹脂交換器和水槽之間還設(shè)有太陽能熱水器，陰陽樹脂交換器與太陽能熱水器、水槽通過管道連通。使用時，水進入陰陽樹脂交換器進行純化，純水通過管道進入太陽能熱水器預(yù)熱后，進入水槽中，再經(jīng)供水管道進入電解槽中電解，氫氣經(jīng)氫氣管進入氣水分離器分離氫氣中的水，在氫氣干燥器中干燥，經(jīng)放氣閥直接輸送到氫還原爐內(nèi)，或加壓儲備用于燃料電池。本實用新型用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，用陰陽樹脂交換器對水進行純化，太陽能熱水器預(yù)熱純水，將電解質(zhì)散熱器設(shè)在水槽內(nèi)，電解質(zhì)散熱器在水槽內(nèi)散熱，電解質(zhì)散熱器散發(fā)的熱量，預(yù)熱水槽中純水，溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器調(diào)控循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，使電解質(zhì)的溫度保持平穩(wěn)，采用多晶硅太陽能發(fā)電，充電蓄電池充電儲能，充電蓄電池的直流電為電解槽供電電解制氫，電流、電壓平穩(wěn)，保證了電解的氫氣氣體壓力平穩(wěn)，可直接輸送到氫還原爐中，用于金屬粉末生產(chǎn)；也可以加壓保存在儲氣罐內(nèi)用于燃料電池或其他用途，節(jié)約能源、低碳、環(huán)保。

附圖為本實用新型用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置的示意圖。
具體實施方式
實施例1請參見附圖，用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，它由陰陽樹脂交換器19、水槽2、直流電源、電解槽15、電解質(zhì)散熱器4、氣水分離器5、壓力表6、壓力保護器8、壓力控制器11、氫氣干燥器9組成，陰陽樹脂交換器19的出水管3與水槽2連通，水槽2與電解槽15通過供水管3相連通，電解槽15氫氣口、氣水分離器5、氫氣干燥器9通過氫氣管道13相連通，氫氣干燥器9上設(shè)放氣閥10，電解槽15氧氣出口通過氧氣管14與水槽2連通，水槽2上設(shè)有水槽蓋1，水槽蓋上設(shè)氧氣回收口 21，氣水分離器5的冷凝回水管 12與水槽2相連通，壓力表6、壓力保護器8通過六通7安裝在氫氣管道13上，所述的電解質(zhì)散熱器4設(shè)水槽2內(nèi)，通過電解質(zhì)循環(huán)管與電解槽15連接，電解質(zhì)循環(huán)管上設(shè)有循環(huán)泵， 所述的循環(huán)泵上設(shè)有溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速受電解槽15內(nèi)的電解質(zhì)溫度控制，所述的直流電源為充電蓄電池16。實施例2請參見附圖，用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，它由陰陽樹脂交換器19、水槽2、直流電源、電解槽15、電解質(zhì)散熱器4、氣水分離器5、壓力表6、壓力保護器8、壓力控制器11、氫氣干燥器9組成；所述的陰陽樹脂交換器19和水槽2之間設(shè)有太陽能熱水器18，陰陽樹脂交換器19、太陽能熱水器18與水槽2通過管道連通；電解槽15氫氣口、氣水分離器5、氫氣干燥器9通過氫氣管道13相連通，氫氣干燥器9上設(shè)放氣閥10 ；電解槽15氧氣出口通過氧氣管14與水槽2連通，水槽2上設(shè)有水槽蓋1，水槽蓋上設(shè)氧氣回收口 21，氣水分離器5的冷凝回水管12與水槽2相連通，壓力表6、壓力保護器8和控制器 1通過六通7安裝在氫氣管道13上，所述的電解質(zhì)散熱器4設(shè)水槽2內(nèi)，通過電解質(zhì)循環(huán)管與電解槽15連接，電解質(zhì)循環(huán)管上設(shè)有循環(huán)泵，所述的循環(huán)泵上設(shè)有溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器，其溫度感應(yīng)器設(shè)在電解槽15上，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速受電解槽15內(nèi)的電解質(zhì)溫度控制，采用多晶硅太陽能發(fā)電17，為充電蓄電池16充電儲能。 使用時，水進入陰陽樹脂交換器19進行純化，純水通過管道進入太陽能熱水器18 預(yù)熱后，進入水槽2中，再經(jīng)供水管道3進入電解槽中電解，氫氣經(jīng)氫氣管13進入氣水分離器5分離氫氣中的水，在氫氣干燥器中干燥，經(jīng)放氣閥10直接輸送到氫還原爐內(nèi)，或加壓儲備；氣水分離器5內(nèi)分離出的水經(jīng)冷凝回水管12進入水槽2中再利用，電解槽15的氧氣經(jīng)出口通過氧氣管14進入水槽2中，經(jīng)水槽蓋1上的氧氣回收口，回收氧氣，電解槽中的電解質(zhì)，在循環(huán)泵的帶動下，在電解槽和電解質(zhì)散熱器中循環(huán)，電解質(zhì)散熱器在水槽內(nèi)散熱，溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器調(diào)控循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，電解質(zhì)的溫度高，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速加快，溫度低轉(zhuǎn)速減慢， 使電解質(zhì)的溫度保持平穩(wěn)，充電蓄電池用太陽能發(fā)電機充電，用充電蓄電池的直流電為電解槽供電，電流、電壓平穩(wěn)，保證了電解的氫氣氣體壓力平穩(wěn)可直接輸送到氫還原爐中，用于金屬粉末生產(chǎn)；用太陽能熱水器預(yù)熱純水，太陽能發(fā)電機為充電蓄電池充電，節(jié)約能源、 低碳、環(huán)保。
權(quán)利要求1.用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，其特征在于它是由陰陽樹脂交換器、水槽、直流電源、電解槽、電解質(zhì)散熱器、氣水分離器、壓力表、壓力保護器、壓力控制器、氫氣干燥器組成，所述的陰陽樹脂交換器的出水管與水槽連通，水槽與電解槽通過供水管連接，電解槽氫氣口、氣水分離器、氫氣干燥器通過氫氣管道相連通，氫氣干燥器上設(shè)放氣閥，電解槽氧氣出口通過氧氣管與水槽連通，水槽上設(shè)有水槽蓋，水槽蓋上設(shè)氧氣回收口，氣水分離器的冷凝回水管12與水槽2相連通，壓力控制器、壓力表、壓力保護器安裝在氫氣管道上，所述的電解質(zhì)散熱器設(shè)水槽內(nèi)，通過電解質(zhì)循環(huán)管與電解槽連接，電解質(zhì)循環(huán)管上設(shè)有循環(huán)泵，所述的循環(huán)泵上設(shè)有溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速受電解槽內(nèi)的電解質(zhì)溫度控制，所述的直流電源為充電蓄電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，其特征在于所述的充電蓄電池由多晶硅太陽能發(fā)電為其充電儲能。
3.根椐權(quán)利要求2所述的用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，其特征在于所述的陰陽樹脂交換器和水槽之間還設(shè)有太陽能熱水器，陰陽樹脂交換器與太陽能熱水器、水槽通過管道連通。
專利摘要本實用新型公開了用于金屬粉末還原和燃料電池的安全環(huán)保制氫裝置，采用陰陽樹脂交換器對水進行純化，太陽能熱水器預(yù)熱純水，將電解質(zhì)散熱器設(shè)在水槽內(nèi)，電解質(zhì)散熱器在水槽內(nèi)散熱，電解質(zhì)散熱器散發(fā)的熱量，預(yù)熱水槽中純水，溫控轉(zhuǎn)速調(diào)解器調(diào)控循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，使電解質(zhì)的溫度保持平穩(wěn)，采用多晶硅太陽能發(fā)電，充電蓄電池充電儲能，充電蓄電池的直流電為電解槽供電電解制氫，電流、電壓平穩(wěn)，保證了電解的氫氣純度高、氣體壓力平穩(wěn)，可直接輸送到氫還原爐中，用于金屬粉末生產(chǎn)；也可以加壓保存在儲氣罐內(nèi)用于燃料電池或其他用途，節(jié)約能源、低碳、環(huán)保。
文檔編號H01M8/06GK201971901SQ20112004258
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者呂文廣, 吳春生 申請人:宇辰新能源材料科技無錫有限公司