一种硼氢化钠溶液水解制氢系统

技术领域

本发明属于氢能技术领域，具体涉及一种硼氢化钠溶液水解制氢系统。

背景技术

为推动绿色低碳转型，共同应对气候危机，提高国家自主贡献度，我国积极采取更有力措施，在落实《巴黎协定》承诺的基础上，针对二氧化碳的排放提出了更高目标：力争于2030年前达到峰值，争取2060年前实现碳中和。碳交易范围进一步扩宽，可再生能源占比不断提升，尤其是氢能以其燃烧高效、无污染、无温室气体排放的独特优势，吸引各国争相布局，加快了氢能的利用进程。

硼氢化钠(NaBH

NaBH

当与特定催化剂接触时，硼氢化钠溶液将迅速发生水解反应，释放出高纯氢气。铂族金属对硼氢化钠的催化性能的高低顺序为：铂>钴>镍>锇>铱>铁>钯。依据有无载体，可分为负载型金属催化剂和非负载型金属催化。一般来说，制备的催化剂粒径越小，负载载体的比表面积越大，与溶液的接触面积越大，水解效率越高。

使用硼氢化钠水解制氢，一般需要在特定的水解制氢反应器中进行。公布号为CN209352551U的中国专利，提出了一种硼氢化钠水解制氢装置，包括依次连接的供水器、投料室、振动室、反应室、干燥室、冷却室，通过控制反应中纯水的温度，实现在指定温度下发生反应，通过控制振动装置，实现药品进入反应仓，但是上述装置需要将水和固态硼氢化钠分别给料，控制系统较为复杂。公开号为CN208995134U的中国专利，公开了水解制氢系统，包括反应容器、输水装置、进水管、出水管和第一过滤装置，通过将水喷淋至所述的置物架上的反应物块(如硼氢化钠)上，实现制氢，受限于反应物块的装填量，在实际应用中仍存在使用不便的缺点。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种硼氢化钠溶液水解制氢系统。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种硼氢化钠溶液水解制氢系统，包括碱性硼氢化钠溶液原料箱、与碱性硼氢化钠溶液原料箱出口相连的溶液给料泵组、与溶液给料泵组出口相连的水解制氢反应器、与水解制氢反应器下部出口相连的循环排液泵以及分别与循环排液泵出口相连的NaBO

进一步的，所述冲洗水进水管路包括冲洗水箱和给水泵，所述冲洗水箱内存有冲洗水，冲洗水箱出口与给水泵进口相连接，给水泵出口与水解制氢反应器中的布水器相连接。

进一步的，所述负载型催化剂托架通过中心轴与搅拌电机主轴连接，若干层负载型催化剂托架以中心轴为中心由上至下间隔排布。

进一步的，所述每层负载型催化剂托架均包括以搅拌电机主轴为中心采用放射状布置的若干托架担架，负载型催化剂托架上的负载型催化剂呈波纹板式或平板式。

进一步的，所述溶液给料泵组包括若干台与水解制氢反应器3内部连通的给料泵，所述水解制氢反应器沿高度方向上的不同位置分别设置一台给料泵。

进一步的，所述水解制氢反应器内部沿竖直方向设置有测温热电偶组。

进一步的，所述氢气排出口与洗气罐连通。

进一步的，所述水解制氢反应器顶部上设有压力表和安全阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种硼氢化钠溶液水解制氢系统，包括碱性硼氢化钠溶液原料箱、与碱性硼氢化钠溶液原料箱出口相连的溶液给料泵组、与溶液给料泵组出口相连的水解制氢反应器、与水解制氢反应器下部出口相连的循环排液泵以及分别与循环排液泵出口相连的NaBO

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的负载型催化剂托架的立体结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-2所示，一种硼氢化钠溶液水解制氢系统，包括碱性硼氢化钠溶液原料箱1、与碱性硼氢化钠溶液原料箱1出口管路相连的溶液给料泵组2、与溶液给料泵组2出口相连的水解制氢反应器3、与水解制氢反应器3下部出口相连的循环排液泵4以及分别与循环排液泵4出口相连的NaBO

本发明设置冲洗水进水管路，供给水至水解制氢反应器3上方，作用有二：其一是在检修时，起到冲洗清理作用；其二是在事故状态下，可以加大进水量，在切断了新鲜硼氢化钠溶液供应的前提下，稀释已注入到水解制氢反应器3中新鲜硼氢化钠溶液的浓度，降低产氢水平，促进副产物溶解，快速外泄排放至NaBO

负载型催化剂托架31可根据实际需求设计成若干层，共用一个中心轴311，中心轴311与搅拌电机32主轴连接，所有负载型催化剂托架31以中心轴311为中心由上至下间隔排布，每层负载型催化剂托架31均包括以中心轴311为中心采用放射状布置的若干托架担架312，负载型催化剂托架31采用轻质合金材质制成，既能有效承载固体催化剂单体，又能降低搅拌电机32的电耗，搅拌电机32的搅拌转速为5-50r/min。在搅拌电机32转动时，与搅拌电机32主轴连接的中心轴311转动，同步驱动负载型催化剂托架31带动其上的负载型催化剂同步转动，在水解制氢反应器3内部水力及气力作用下，加速了反应副产物的剥离，降低了NaBO

负载型催化剂托架31上的负载型催化剂可以设计成波纹板式或者平板式等形式，优选采用电化学方法，以金属钴(Co)为活性组分、以非金属元素如磷(P)、硼(B)为助剂，以泡沫镍或其他金属片作为载体，制成多元负载型催化剂。

溶液给料泵组2包括根据制氢需要设置的1-5台或其他数量的给料泵，给料泵出口与水解制氢反应器3连接，在水解制氢反应器3的高度方向上的不同位置分别设置一台给料泵。

水解制氢反应器3内部沿竖直方向设置的测温热电偶组21在不同高度上都有测温点，可以与溶液给料泵组2的给料泵数量相匹配，通过测温热电偶组21可以对整个反应区的温度进行实时监测，便于实时掌握反应进行情况并进行实时调节。

实施例1

如图1-2所示，一种硼氢化钠溶液水解制氢系统，包括碱性硼氢化钠溶液原料箱1、与碱性硼氢化钠溶液原料箱1出口管路相连的溶液给料泵组2、与溶液给料泵组2出口相连的水解制氢反应器3、与水解制氢反应器3下部出口相连的循环排液泵4以及分别与循环排液泵4出口相连的NaBO

负载型催化剂托架31设置三层且以中心轴311为中心由上至下间隔排布，中心轴311与搅拌电机32主轴连接，每层负载型催化剂托架31均包括以中心轴311为中心采用放射状布置的一圈或三圈托架担架312，负载型催化剂托架31之间可实现竖向支撑，负载型催化剂托架31采用轻质合金材质制成，既能有效承载固体催化剂单体，又能降低搅拌电机32的电耗，搅拌电机32的搅拌转速为5-50r/min。

负载型催化剂托架31上的负载型催化剂可以设计成波纹板式或者平板式等形式，优选采用电化学方法，以金属钴(Co)为活性组分、以非金属元素如磷(P)、硼(B)为助剂，以泡沫镍或其他金属片作为载体，制成多元负载型催化剂。

负载型催化剂托架31的驱动工作原理为：在搅拌电机32转动时，与搅拌电机32主轴连接的中心轴311转动，同步驱动负载型催化剂托架31带动托架担架312上的负载型催化剂同步转动，在水解制氢反应器3内部水力及气力作用下，加速了反应副产物的剥离，降低了NaBO

溶液给料泵组2包括根据制氢需要设置的1-5台或其他数量的给料泵，给料泵出口与水解制氢反应器3连接，在水解制氢反应器3的高度方向上的不同位置分别设置一台给料泵。

水解制氢反应器3内部沿竖直方向设置的测温热电偶组21在不同高度上都有测温点，可以与溶液给料泵组2的给料泵数量相匹配，通过测温热电偶组21可以对整个反应区的温度进行实时监测，便于实时掌握反应进行情况并进行实时调节。

当碱性硼氢化钠溶液原料箱1内存储的NaBH

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，当碱性硼氢化钠溶液原料箱1内存储的NaBH

余同实施例1。

本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。