Генератор водорода


 


Владельцы патента RU 2553885:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. Генератор водорода содержит реакционный сосуд, магистраль подачи водного раствора едкого натра, магистраль выдачи водорода, а также контейнер с твердым реагентом - алюминием. Реакционный сосуд выполнен проточным. Генератор снабжен магистралью подачи водной суспензии с твердым реагентом - алюминием, смешивающим устройством в виде тангенциальных вводов в реакционный сосуд на магистралях подачи водного раствора едкого натра и подачи водной суспензии с твердым реагентом - алюминием, кольцеобразным фильтром и магистралью вывода водного раствора продуктов гидролиза, которые установлены в нижней части реакционного сосуда. Изобретение позволяет повысить качество производственного процесса и снизить эксплуатационные расходы. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте.

Известен наиболее близкий к предлагаемому генератор водорода (патент РФ 2232710, опубл. 04.01.2007 г.), выбираемый в качестве прототипа.

Генератор водорода, работающий за счет гидролиза твердого реагента - алюминия, который имеет реакционный сосуд, магистраль подачи водного раствора едкого натра, магистраль выдачи водорода, а также содержит контейнер с твердым реагентом - алюминием, теплообменник для отвода тепла реакции, который выполнен из металла, устойчивого к действию водного раствора едкого натра, размещенный внутри реакционного сосуда, заполненного водным раствором едкого натра и имеющего прямой тепловой контакт с твердым реагентом - алюминием, при этом металл, из которого выполнен теплообменник, имеет более высокую теплопроводность, чем твердый реагент - алюминий.

Недостатком известного генератора является то, что это химический реактор периодического действия. Это приводит к удорожанию эксплуатации, так как для периодического цикла необходима загрузка компонентов и выгрузка конечных продуктов с неизбежным возрастанием эксплуатационных расходов.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышении качества производственного процесса путем более высокого уровня автоматизации и в снижении эксплуатационных расходов благодаря исключению обязательных операций периодического цикла (загрузка алюминия и выгрузка продуктов гидролиза). Немаловажным обстоятельством является значительно большая устойчивость технологических параметров непрерывного процесса, которая и приводит к получению продуктов лучшего качества и с более стабильными свойствами. Полезное время работы генератора водорода при этом, естественно, увеличивается. Технический эффект, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в повышении эффективности за счет выполнения реакционного сосуда проточным и наличия смешивающего устройства и решается тем, что в известном генераторе водорода, имеющем реакционный сосуд, магистраль подачи водного раствора едкого натра, магистраль выдачи водорода, согласно полезной модели реакционный сосуд выполнен проточным, дополнительно снабжен магистралью подачи водной суспензии алюминия, смешивающим устройством, магистралью вывода водного раствора продуктов гидролиза, при этом смешивающее устройство выполнено в виде тангенциальных вводов в реакционный сосуд магистрали подачи водного раствора едкого натра и магистрали подачи водной суспензии алюминия и кольцеобразного фильтра, расположенного в нижней части проточного реакционного сосуда. Предлагаемый генератор водорода схематично представлен на чертеже.

Генератор водорода содержит проточный реакционный сосуд 1, магистраль выдачи водорода 2, магистраль подачи водной суспензии твердого реагента - алюминия 3, магистраль подачи водного раствора едкого натра 4, магистраль вывода водного раствора продуктов гидролиза 5, кольцевой фильтр 6, тангенциальные вводы в проточный реакционный сосуд магистрали подачи водного раствора едкого натра и магистрали подачи водной суспензии твердого реагента - алюминия 7.

Генератор водорода работает следующим образом. По магистрали 4 подают водной раствор едкого натра, по магистрали 3 - водную суспензию твердого реагента - алюминия, которые через тангенциальные вводы 7 в проточным реакционным сосуде 1 создают вихревое смешение водной суспензии твердого реагента - алюминия с водным раствором едкого натра. В результате реакции гидролиза образуется жидкий щелочной раствор алюмината натрия, который выводится по магистрали 5. Проточный реакционный сосуд выполнен с вводами водного раствора едкого натра, водной суспензии твердого реагента - алюминия и выводом продуктов реакции гидролиза: водорода и щелочного раствора алюмината натрия, что позволяет функционировать генератору водорода по технологической схеме реактора непрерывного действия.

Вихревое движение потоков создает интенсивное перемешивание компонентов потоков, в частности частиц алюминия. При интенсивном перемешивании происходит практически полное усреднение состава и температуры продукта гидролиза в характерных зонах реакционного объема генератора. В установившемся непрерывном процессе изменение во времени температурных и концентрационных условий отсутствуют: после выхода на рабочий режим система переходит в квазистационарное состояние. Зато в различных реакционных зонах концентрации и температура неодинаковы.

За счет вихревого движения потоков наиболее крупные частицы алюминия будут удерживаться в центральной зоне вихря до завершения реакции гидролиза.

В качестве каналов регулирования выдачи водорода можно использовать магистраль подачи водной суспензии твердого реагента - алюминия 3 или названную магистраль и магистраль подачи водного раствора едкого натра 4. Регулирование вывода водного раствора продуктов гидролиза осуществляют изменением гидравлического сопротивления магистрали 5.

Принципиальная схема предлагаемого генератора водорода апробирована в лабораторных условиях.

Генератор водорода, имеющий реакционный сосуд, магистраль подачи водного раствора едкого натра, магистраль выдачи водорода, отличающийся тем, что реакционный сосуд выполнен проточным, дополнительно снабжен магистралью подачи водной суспензии алюминия, смешивающим устройством, магистралью вывода водного раствора продуктов гидролиза, при этом смешивающее устройство выполнено в виде тангенциальных вводов в реакционный сосуд магистрали подачи водного раствора едкого натра и магистрали подачи водной суспензии алюминия и кольцеобразного фильтра, расположенного в нижней части проточного реакционного сосуда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии и химической технологии, а именно, к процессам переработки газообразного углеводородного сырья и получения технического водорода для химической, металлургической, автомобильной, авиационной и прочих отраслей промышленности, научных исследований, точного машиностроения, приборостроения, синтеза материалов для микроэлектроники, исходного сырья для водородной энергетики и питания топливных элементов и т.д.

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, более конкретно из угля и/или сухой биомассы. Способ получения электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, включает стадии газификации сухого сырьевого материала в газификационном реакторе газовым потоком, содержащим главным образом СО2, при высокой температуре с созданием первого газового потока, включающего главным образом молекулы монооксида углерода; окисления в окислительном реакторе носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) при высокой температуре с созданием второго газового потока, содержащего СО2, и носители кислорода в восстановленном состоянии (Ме); активации в активационном реакторе носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком активации, включающим элементы кислорода, с созданием обедненного кислородом газового потока активации; и преобразования части тепловой энергии потока активации в электроэнергию.

Изобретение относится к способу приготовления оксидно-полиметаллических катализаторов, содержащих металлы платиновой группы, для окислительно-паровой конверсии углеводородов с получением оксида углерода и водорода.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа из углеводородного сырья в аппарате теплообменного риформинга. Аппарат включает внешнюю оболочку, множество вертикально расположенных катализаторных труб, содержащих катализатор, несущую конструкцию катализаторных труб, средства для косвенного нагрева катализаторных труб теплообменной средой, входной канал для подачи теплообменной среды, выходной канал для вывода теплообменной среды, входной канал для подачи углеводородного сырья, которое находится во взаимодействии с катализатором, выходной канал для вывода синтез-газа после прохождения через катализаторные трубы, входной канал для подачи охлаждающей среды, которая находится во взаимодействии с катализатором.

Изобретение относится к способу получения водорода низкого давления для последующего сжигания и получения водяного пара с помощью низковольтного электролиза щелочного электролита раствора солей галогенводородных кислот и их смесей постоянным током, с помощью алюминиевых электродов, с дальнейшим извлечением кислорода в отдельный накопитель из образовавшихся алюминиевых комплексов, с поддержанием состава электролита и контролем температуры и давления в электрохимической ячейке.

Изобретение относится к способу производства водородсодержащего продукта и одного или нескольких продуктов в виде жидкой воды с использованием каталитического парового реформинга углеводородов.

Изобретение относится к катализаторам для получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например метана, природного газа или попутных нефтяных газов.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для производства водорода и кислорода из водяного пара методом термической диссоциации и может быть использовано в сельском хозяйстве, коммунально-бытовой отрасли для работы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок.

Двухступенчатый беспрерывнодействующий подземный генератор биоводорода включает биогенератор, установленный в земле, заполненный до определенного уровня биомассой, газоотводную трубу и трубу отвода остаточной биопульпы.

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для получения биогаза (биоводорода) из сточных вод от животных и людей. Задача изобретения - превращение работоспособной периодически действующей с ручной загрузкой-выгрузкой биогенераторной установки для получения биогаза низкого давления в промышленную непрерывно действующую установку по производству биогаза (биоводорода) высокого давления (10-12 МПа) путем размещения биореактора в Земле на глубине порядка 2000 м, что обеспечит оптимальные температурные условия реакций анаэробного преобразования биомассы, создаст условия для самотечной загрузки биореактора биомассой, газолифтной выгрузки биогаза и остаточной биопульпы. Для получения биоводорода предусмотрены системы: укисления биомассы до рН 5,49; засева биомассы водородогенными микроорганизмами; подачи биологического катализатора в зону реакции биореактора, Для устройства непрерывнодействующих подземных генераторов биогаза (биоводорода) может быть использовано штатное буровое оборудование и материалы. Предлагаемое изобретение является идеально энергосберегающим и экологически безопасным. .

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. Способ генерации водорода включает размещение изделий из композита алюминия или магния, выполненных в форме куба или параллелепипеда с отверстиями в трех ортогональных направлениях, в решетчатые контейнеры, которые помещают каждый в отдельный герметичный реактор, через который пропускают воду с помощью впускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью впускной воды, и выпускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью выпускной воды, при этом магистрали соединены с теплообменником, а водород отводят через отверстия, снабженные запорными задвижками, соединенные с магистралью водорода, которую соединяют с газопотребляющим устройством.

Изобретение относится к водородной энергетике и может быть использовано для получения водорода. Устройство содержит нижнюю реакционную камеру (1) с гидрореакционной гетерогенной композицией, состоящей из алюминиевой пудры (2) и воды (12), верхнюю камеру (3), сочлененную с нижней камерой (1), которую через заливочное окно (6) заполняют водным раствором кристаллогидрата метасиликата натрия (5).

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для производства водорода. .

Изобретение относится к области регулируемых твердотопливных газогенерирующих систем. .

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может использоваться для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. .

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может использоваться для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. .

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано , например, при разработке и метрологической аттестации устройств при приготовлении поверочных газовых смесей, а также калибровочных газов.

Настоящее изобретение относится к способу саморегулируемого получения в зависимости от потребности газа (G) в погружных условиях, при этом газ (G) образуется при химической реакции между жидкостью (L) и твердым веществом (S) (например, водород, образующийся при гидролизе гидрида металла) и не загрязняется в период между его образованием и доставкой. Настоящее изобретение также относится к устройству, подходящему для осуществления способа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх