一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置

技术领域

本发明属于氢气制备技术领域，更具体地说，是涉及一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置。

背景技术

氢能是作为未来石油的替代能源而受到关注的清洁能源，具有燃烧产物洁净、燃烧发热量高等优点，生产氢气的效率低。目前，在氢气制备技术中比较成熟的是烃类和醇类的重整。

等离子体重整是一种新型的制氢方式。等离子体作为物质的第四态，它包含大量的高能电子、活性基团，激发态离子等，这些活性粒子能有效促进重整反应的进行。但现有的等离子体重整装置制氢时存在产氢效率较低、产生大量余热的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置，旨在解决现有技术中制氢效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置，包括：

反应发生组件，包括容器主体，与所述容器主体转动连接的放电件，一端伸入所述容器主体内且该端位于所述放电件的上方，另一端为出料端的反应管，所述反应管通过盘管与所述容器主体连接，所述容器主体上设有进气口；

原料供送组件，与所述容器主体连通，所述原料供送组件用于将乙醇、空气运至所述容器主体内；

供电组件，与所述放电件电连接；

收集组件，与所述反应管的出料端连通。

优选地，所述原料供应组件包括：

原料存储件，内部设有分别用于存储乙醇的第一独立腔以及用于存储空气的第二独立腔；

第一管道，一端与所述第一独立腔连通，另一端与所述容器主体的上部连通；

第二管道，一端与所述第二独立腔连通，另一端伸入所述容器主体内且与放电件相邻设置，所述第二管道通过支管道与所述第一管道连通。

优选地，所述反应管的直径大小由伸入所述容器主体内的一端至出料端逐渐变大。

优选地，所述收集组件包括：

导流管，一端与所述储料端连通；

储存罐，与所述导流管的另一端连通；

热转移组件，分别与所述导流管、所述储存罐连接，用于转移热能。

优选地，所述热转移组件与所述原料供送组件接触，所述热转移组件用于与所述原料组件组件之间产生热能转移。

优选地，所述热转移组件包括：

介质存储体，用于存放导热介质；

热转移管路，一端通过单向流通件与所述介质存储体连通，所述热转移管路的部分结构分别与所述导流管、所述储存罐连接；

热交换结构，与所述热转移管路的另一端连接，所述热交换结构与所述原料供送组件接触，所述热交换结构与所述介质存储体连通。

优选地，所述放电件通过绝缘件与所述容器主体转动连接。

优选地，所述热转移管路的部分结构位于所述储存罐内。

优选地，所述第一独立腔与所述第二独立腔通过所述热交换结构的部分结构分隔。

优选地，所述介质存储体的水平高度与所述热交换结构的水平高度相等。

本发明提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置，放电件与容器主体转动连接的放电形式形成的等离子体区域更大，更以利于高压脉冲制氢反应的发生，提高产氢效率。盘管有助于涡旋状气流的产生，且能减少放电件位置上升气流对涡旋状气流的影响，使乙醇与等离子体反应充分反应，提高产氢效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置的结构示意图(未画出导流管)；

图2为本发明实施例提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置的正视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置所采用的反应发生组件的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置所采用的原料供送组件、收集组件的结构示意图；

图5为图4的剖视结构示意图。

图中：1、反应发生组件；11、容器主体；12、放电件；13、反应管；14、盘管；15、绝缘件；2、原料供送组件；21、原料存储件；22、第一管道；23、第二管道；3、供电组件；4、收集组件；41、导流管；42、储存罐；43、热转移组件；431、介质存储体；432、热转移管路；433、热交换结构；434、单向流通件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置进行说明。所述一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置，包括反应发生组件1、原料供送组件2、供电组件3以及收集组件4，反应发生组件1包括容器主体11，与容器主体11转动连接的放电件12，一端伸入容器主体11内且该端位于放电件12的上方，另一端为出料端的反应管13，反应管13通过盘管14与容器主体11连接，容器主体11上设有进气口；原料供送组件2与容器主体11连通，原料供送组件2用于将乙醇、空气运至容器主体11内；供电组件3与放电件12电连接；收集组件4与反应管13的出料端连通。

该反应发生装置作业时，原料供送组件2分别向容器主体11内供送乙醇、空气。同时发电件12作业释放高能电子，高能电子轰击空气中的氧气产生等离子体，

O

O自由基具有强氧化能力，能与乙醇等发生反应，形成含氧化合物。具体反应如下：

C

C

C

等离子体与乙醇的反应在容器主体11内和反应管13内产生，并通过反应管13的出料端进入收集组件4被收集。具体的是，空气进入容器主体11内，放电件12作业轰击氧气产生等离子体。乙醇进入容器主体11内，自动向下流动，由于盘管14的设置，乙醇在向下流动过程中会形成涡旋气流，乙醇与等离子体充分反应。在该过程中供电组件3为该反应发生装置的工作提供电力。

本发明提供的一种用于高压脉冲制氢的反应发生装置，与现有技术相比，放电件12与容器主体11转动连接的放电形式形成的等离子体区域更大，更以利于高压脉冲制氢反应的发生，提高产氢效率。盘管14有助于涡旋状气流的产生，且能减少放电件12位置上升气流对涡旋状气流的影响，使乙醇与等离子体反应充分反应，提高产氢效率。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，原料供应组件2包括：原料存储件21、第一管道22以及第二管道23，原料存储件21内部设有分别用于存储乙醇的第一独立腔以及用于存储空气的第二独立腔；第一管道22一端与第一独立腔连通，另一端与容器主体11的上部连通；第二管道23一端与第二独立腔连通，另一端伸入容器主体11内且与放电件12相邻设置，第二管道23通过支管道与第一管道22连通。

原料存储件21为罐体结构。原料存储件21上分别设有与第一独立腔、第二独立腔连通的压力测量件，压力测量件实时对第一独立腔、第二独立腔内的压力大小进行测量。

在本实施例中，原料存储件21包括罐主体，设置于罐主体内且同时穿过第一独立腔、第二独立腔的转轴组件，转轴组件与罐主体转动连接，设置于第一独立腔且与转轴组件转动连接的第一压板，第一压板与第一独立腔的侧壁密封滑动连接，设置于第二独立腔且与转轴组件转动连接的第二压板，第二压板与第二独立腔的侧壁密封滑动连接，即第二压板随着转轴组件运动时，会压缩第二独立腔内的空间，转轴组件上传动连接有驱动结构。驱动结构通过带动转轴组件的转动，进而带动第一压板、第二压板的活动，进而改变第一独立腔、第二独立腔的空间大小，进而实现将乙醇和空气分别运至第一管道22、第二管道23内。

在本实施例中，原料供送组件2与收集组件4拼接成环体结构，且与容器主体11连接。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，反应管13的直径大小由伸入容器主体11内的一端至出料端逐渐变大。有利于反应产物通过反应管13进入收集组件4内。且有利于乙醇进入容器主体1内时涡旋气流的产生。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，收集组件4包括：导流管41、储存罐42以及热转移组件43，导流管41一端与出料端连通；储存罐42与导流管41的另一端连通；热转移组件43分别与导流管41、储存罐42连接，用于转移热能。收集组件4的设置对产物进行收集，同时也实现对热能的回收再利用，提高该反应发生装置的经济效益。

在本实施例中，导流管41为弹性软管。

在本实施例中，热转移组件43与原料供送组件2接触，热转移组件43用于与原料组件2之间产生热能转移。热转移组件43转移的热量对原料组件2进行预加热，提高该反应发生装置的产氢效率。

具体的是，热转移组件43包括：介质存储体431、热转移管路432以及热交换结构433，介质存储体431用于存放导热介质；热转移管路432一端通过单向流通件434与介质存储体431连通，热转移管路432的部分结构分别与导流管41、储存罐42连接；热交换结构433与热转移管路432的另一端连接，热交换结构433与原料供送组件2接触，热交换结构433与介质存储体431连通。

在本实施例中，单向流通件434为特斯拉阀结构。能防止导热介质的回流。

在本实施例中，热转移管路432的部分结构位于容器主体11内。当反应结束后，热转移管路432能快速的转移容器主体11内的热能。热转移管路432的设置对乙醇的流动路线具有引导作用，有助于乙醇形成涡旋气流。

在本实施例中，热转移管路432的部分结构设置于储存罐42内，热转移管路432包括第一主管路以及分别与第一主管路一端连接的若干分管路，以及分别与若干分管路连通的第二主管路。若干分管路相交叉设置与储存罐42内。多根分管路呈立体网格状设置于储存罐42内，能更有效的吸走储存罐42内的热量。第一主管路另一端与介质存储体431连通。第二主管路的另一端与热交换结构433连通。

在本实施例中，热交换结构433为导热壳体结构。交换结构433可充当用于分隔第一独立腔、第二独立腔的分隔板。热交换结构433通过另一个单向流通件434与介质存储体431连通。

在本实施例中，介质存储体431为弧形壳体，介质存储体431与容器主体11连接。介质存储体431的高度位于储存罐42的上部。介质存储体431的水平高度与热交换结构433的水平高度相等。方便导热介质的流动。

在本实施例中，第一独立腔与所述第二独立腔通过热交换结构433的部分结构分隔。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，放电件12通过绝缘件15与容器主体11转动连接。绝缘件15的设置提高了该反应发生装置的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。