氢制造装置和氢制造方法与流程

本发明涉及通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢的氢制造装置和氢制造方法。

背景技术：

1、在制造氢的方法中，虽然存在各种方法，但是水电解法作为从可再生能源制造氢的方法而备受期待。然而，水电解法消耗大量的电，而且特别是在采用碱性水电解法的情况下，当功率不稳定时，存在氢气的纯度下降的问题。

2、另一方面，如专利文献1、2所公开那样，已知只要在行星球磨机的容器中加入水和铁系的粉碎介质并搅拌，通过机械化学反应就会产生氢。

3、在此，在考虑通过机械化学反应大量生产氢的情况下，在行星球磨机中难以扩大规模，且生产效率也低。进而，在专利文献1中也存在如下记载：通过在水中加入硅和氢氧化钠并用行星球磨机粉碎，能够产生氢。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2016-47789号公报；

7、专利文献2：日本特开2017-141157号公报。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而，在一边粉碎一边向硅的水浆料中添加氢氧化钠的情况下，需要添加与添加时的硅的粒径(比表面积)相配合的最适浓度的氢氧化钠。例如，当氢氧化钠的浓度比最适浓度更淡时，氢气的产生量减少。

3、与此相对，当添加比最适浓度更浓的氢氧化钠时，引起由急剧的反应而导致的升温，除此以外，在短时间大量产生包含氢的气体，浆料如蜂窝糖那样膨胀。而且，发生浆料、固体物从处理罐(储罐)向外部流出的状况，进而该固体物黏着在罐内、粉碎机的内部，从而有可能给运转造成妨碍。

4、此外，在假设利用太阳能发电、风力发电等可再生能源的情况下，期望以更低功率运转的氢发生装置。

5、因此，本发明的目的在于提供一种能够以低功率制造大量的氢的氢制造装置和氢制造方法。

6、用于解决问题的方案

7、为了实现上述目的，本发明的氢制造装置通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢，该氢制造装置具有：具有上述处理物的供给口和排出口以及圆筒状的粉碎容器的介质搅拌型湿式粉碎机、由上述介质搅拌型湿式粉碎机处理的上述处理物的储罐、以及使上述处理物和水在上述介质搅拌型湿式粉碎机与上述储罐之间循环的循环管线。

8、在此，能够构成为：在上述粉碎容器内形成的粉碎室的轴线方向的长度(l)与直径(d)的比(l/d)为1以下。进而，优选上述粉碎室的轴线方向的长度(l)与直径(d)的比(l/d)为1/3以下。

9、此外，也可以构成为：在上述粉碎室中，配置有在上述轴线方向隔开间隔地安装于旋转轴的两个搅拌转子，上述搅拌转子具有保持板部、搅拌部以及突起部，上述保持板部固定于上述旋转轴、为圆板状、且具有多个开口，上述搅拌部设置在上述保持板部的周缘、为圆筒状、且具有多个贯通孔，上述突起部设置在上述搅拌部的外周面。

10、进而，能够构成为：上述储罐是形成为在上述粉碎容器内形成的粉碎室的容积的300倍以上的容积的大容量罐。此外，上述处理物能够含有选自硅、铝、铁、锗、锡、钛、钙、锌、铬、锰、锆、锶、银、磷、镁、钒、镍、钼、铜、钨、钴、锂、钡、钠、钾、铷中的至少一种以上。

11、此外，能够构成为具有：反应用罐，其具有碱性成分或酸性成分的添加口，以及送液管线，其为了将上述处理物送液至上述反应用罐而与上述循环管线连接。

12、而且，氢制造方法的发明为通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢的发明，上述氢制造方法的特征在于包括：使上述处理物和水在具有圆筒状的粉碎容器的介质搅拌型湿式粉碎机与储罐之间循环来进行粉碎处理的工序；以及通过在上述粉碎处理后的上述处理物和水中添加碱性成分或酸性成分来产生氢气的工序。

13、发明效果

14、这样构成的本发明的氢制造装置使处理物和水在将与水发生机械化学反应的无机物(处理物)搅拌而使其粉碎的介质搅拌型湿式粉碎机与储罐之间循环。

15、通过使用这种构成的介质搅拌型湿式粉碎机，能够以低功率制造大量的氢。如果能够以低功率制造氢，则能够有效利用太阳能发电、风力发电等可再生能源。

16、此外，如果在介质搅拌型湿式粉碎机的粉碎容器内形成的粉碎室的轴线方向的长度(l)与直径(d)的比(l/d)为1以下，更优选为1/3以下，则压力损耗变小，能够使包含处理物的浆料以大流量流动。另一方面，即使是在粉碎室的旋转轴安装有两个搅拌转子的构成，通过特定搅拌转子的形状，能够以低功率制造大量的氢。

17、此外，通过使储罐为形成为粉碎容器的粉碎室的容积的300倍以上的大容量罐，利用以低额定功率运转的小的介质搅拌型湿式粉碎机，就能够进行大量的处理。

18、另一方面，通过除了设置为了使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应而使用的储罐以外，还设置用于添加碱性成分或酸性成分的反应用罐，从而能够安全且有效地连续制造氢。

19、而且，在氢制造方法的发明中，分为使无机物和水在介质搅拌型湿式粉碎机与储罐之间循环来进行粉碎处理的工序、以及通过在粉碎处理后的无机物中添加碱性成分或酸性成分来产生氢气的工序。因此，在例如添加了比最适浓度更浓的碱性成分的情况下，能够防止膨胀的浆料黏着在粉碎机的内部而给之后的运转造成妨碍的状况的发生。

技术特征：

1.一种氢制造装置，其通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢，所述氢制造装置具有：

2.根据权利要求1所述的氢制造装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的氢制造装置，其特征在于，

4.根据权利要求1或2所述的氢制造装置，其特征在于，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的氢制造装置，其特征在于，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的氢制造装置，其特征在于，

7.根据权利要求1～6中任一项所述的氢制造装置，其特征在于，具有：

8.一种氢制造方法，通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢，所述氢制造方法的特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种能够以低功率制造大量的氢的氢制造装置。一种氢制造装置(1)，其通过使水与作为无机物的处理物发生机械化学反应来制造氢。而且，上述氢制造装置(1)具有：粉碎处理机(2)，其具有处理物的供给口(22)和排出口(23)以及圆筒状的粉碎容器(21)；储罐(3)，其用于储存由粉碎处理机处理的处理物；以及循环管线(40)，其使处理物和水在粉碎处理机与储罐之间循环。在此，在粉碎容器内形成的粉碎室的轴线方向的长度(L)与直径(D)的比(L/D)优选为1以下，进一步优选为1/3以下。

技术研发人员：椎名启
受保护的技术使用者：日本焦化工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22