一种便携式制氢反应器的制作方法

1.本实用新型涉及氢气制备技术领域，具体涉及一种便携式制氢反应器。


背景技术：

2.当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。
3.氢气的制备有很多方法，如电解水制氢、甲醇重整制氢、化学制氢等。其中，化学制氢以功耗小、结构简单、补给方便等优势，成为野外用氢最合适方案。目前化学制氢包括金属水制氢、硅铁粉制氢、硼氢化物制氢等常用的几类。传统气象用化学制氢设备化学反应剧烈，且需要配套动力系统精准进料，配套散热系统快速散热，配套产物处理系统清理废液。因此整个系统体积大，重量重，无法单人携带。
4.因此，本领域急需一种便携式的制氢反应器。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便携式制氢反应器。
6.为了实现本实用新型之目的，本技术提供以下技术方案。
7.在第一方面中，本技术提供一种便携式制氢反应器，所述反应器包括反应罐和手摇泵，其中，所述反应罐包括罐体和盖体，所述盖体盖合在所述罐体顶部，所述罐体的底部拆卸式安装内胆，所述内胆内放置催化剂，所述盖体上设置加料口和出气口，制备氢气时，将反应物从所述加料口投入罐体并落入内胆中，所述手摇泵的一端穿过盖体伸入罐体内，并与所述内胆的上表面齐平，所述手摇泵的另一端连接水源或大气。
8.在第一方面的一种实施方式中，所述盖体和所述罐体之间通过卡箍固定并密封，且所述盖体和所述罐体顶面之间设有硅胶垫。本实用新型中的卡箍为现有技术，利用卡箍易拆装且压紧力较大的特性，如条件允许，其他固定方式也可用于盖体和罐体的连接，如法兰连接。
9.在第一方面的一种实施方式中，所述加料口上设有能开闭的密封盖，所述密封盖与加料口之间固定并密封，该密封盖可为卡箍平垫密封形式，也可以为螺纹平垫密封形式，其用途在于可以反复投反应物，实现多次使用。
10.在第一方面的一种实施方式中，所述手摇泵伸入罐体前的管路上设有第一阀门。
11.在第一方面的一种实施方式中，所述手摇泵与水源连接的一端的管路上设有过滤器，在本技术中，水源可选用自来水、湖水、海水、地下水等无大悬浮颗粒的水，但由于是野外环境，所以无法避免水源中含有杂质，因此在手压泵与水源的连接管路上设置过滤器，防止大颗粒异物进入手摇泵卡死。另外，需要注意的是，通过手摇泵加入的水的体积要小于内胆体积的三分之二。
12.在第一方面的一种实施方式中，所述出气口通过管路连接氢气用户，并在所述管路上依次设置第二阀门、过滤器和减压阀。通过上述结构，可直接从出气口的连接管路上得到洁净的氢气。
13.在第一方面的一种实施方式中，所述盖体上设有温度表、压力表以及安全阀，所述温度表和压力表与罐体内部连通，并用于监控罐体内的温度和压力。安全阀可防止失误导致压力过大，可即使排出气体，减小压力。
14.在第一方面的一种实施方式中，所述罐体内壁设有卡槽，所述内胆外壁的顶部设有与卡槽相匹配的卡台。卡槽和卡台为现有技术，目的是为了保证内胆在使用过程中是稳定的，且当催化剂失效后，可快速更换内胆。
15.在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂为粉体，且所述催化剂的成分包括氢氧化钠、硼氢化钠、氯化钠、锡酸钠、氢氧化铝、氧化钙、硅酸钠或偏铝酸钠中的一种或多种。
16.在第一方面的一种实施方式中，所述反应物包括铝盒以及放置在铝盒内的铝颗粒，在不使用时，将铝颗粒密封在铝盒内，便于携带，当需要制氢时，直接将铝盒投入内胆中，铝盒也可作为反应原料参与反应，从而制备氢气。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型的制氢反应器可单人携带，无需额外输入能源，可实现野外临时大量用氢，适于气象制氢。操作简单，维护方便。
附图说明
19.图1为本技术便携式制氢反应器的结构示意图。
20.在附图中，1为罐体，2为盖体，3为卡箍，4为硅胶垫，5为手摇泵，6为水源，7为第一阀门，8为内胆，9为催化剂，10为铝盒，11为铝颗粒，12为加料口，13为出气口，14为密封盖，15为第二阀门，16为过滤器，17为减压阀，18为氢气，19为压力表，20为温度表，21为安全阀，22为过滤器，23为卡台，24为卡槽。
具体实施方式
21.除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。
22.以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。
23.实施例
24.下面将对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
25.实施例1
26.一种制氢反应器，其结构如图1所示，包括反应罐、反应物和手摇泵5。反应罐包括罐体1和盖体2，两者通过快装卡箍3压紧密封，并在两者之间设置硅胶垫4。罐体1底部有一内胆8，内胆8通过卡台23嵌入罐体1内壁的卡槽24中并固定，内胆8底部放置催化剂9；催化剂9为粉体，主要为氢氧化钠、硼氢化钠、氯化钠、锡酸钠、氢氧化铝、氧化钙、硅酸钠、偏铝酸钠等其中的一种或多种。盖体2上开有多个孔，包含加料口12、进液口、出气口13、安全阀21、压力表19、温度表20。加料口12上设置密封盖14，密封盖14可通过卡箍平垫密封形式或螺纹平垫密封形式固定，在本实施例中，采用卡箍平垫密封形式固定。进液口连接第一阀门7，第一阀门7的另一端连接手摇泵5，可以正向手摇泵5入水或者反向手摇排出空气或者氢气18，第一阀门7为手动阀，如球阀、闸阀等。出气口13连接第二阀门15，第二阀门15另一端通过过滤器16连接到减压阀17上，然后直接得到洁净氢气18。安全阀21可防止失误导致压力过大，可即使排出气体，减小压力；手摇泵5连接水源6处应有过滤器22，防止大颗粒异物进入手摇泵5卡死。反应物包括铝盒10以及装填在铝盒10内的铝颗粒11，使用时，铝盒10本身也可以作为反应材料一起投入。水源6可以为自来水、湖水、海水、地下水等无大悬浮颗粒的水即可，且加入量不超过内胆8的2/3高度。
27.本实施例中的制氢反应器的工作原理如下：
28.罐体1底部装好内胆8，盖上盖体2并锁上卡箍3。打开铝盒10，从加料口12将整个铝盒10投入反应器并锁上卡箍3。关闭出气手动阀，打开手摇泵5手动阀。接上水源6(在本实施例中的水源6为水袋，即将水装入密封袋中存储，这样可以减少自然水源6中的大颗粒杂质)，打开第一阀门7，关闭第二阀门15，然后正向转动手摇泵5，将水泵入反应罐中。反应罐中开始反应产生氢气，由于氢气密度小，氢气18上升，将反应罐内的空气挤到下层并从手摇泵5中反向挤出。若干分钟后关闭第一阀门7。反应罐内温度慢慢上升，然后慢慢下降，压力稳步上升。观察温度表20和压力表19，一段时间后反应器内温度回归环境温度，且压力稳定时，可打开第二阀门15开始输出氢气18。
29.用完后，先观察压力表19是否为常压，若非常压，则先通过打开减压阀17或者第一阀门7降至常压，再打开加料口12的卡箍，开始二次投料。其余步骤重复。若干次制氢后，内胆8中均为产物沉淀废液废渣，打开盖体2的卡箍3，将旧内胆8拆除后装入新的含催化剂9的内胆8即可再次使用。
30.携带内胆8和铝盒10，在水源6保障下可保障野外大量用氢。
31.上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本技术不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本技术披露的内容，在不脱离本技术范围和精神的情况下做出的改进和修改都本技术的范围之内。