一种胶囊投放装置及制氢系统

本发明属于水解制氢，具体涉及一种胶囊投放装置及制氢系统。

背景技术：

1、氢能作为一种高热值、清洁无污染的清洁能源，其具有来源多样、可再生、安全、密度小等优点，在交通运输、航空航天、金属冶金方面被广泛应用。但常温常压下氢气的体积密度极低，难以满足质子交换膜燃料电池及其他设备对氢气的实用化需求。目前主要通过高压或液化等工艺对氢气进行存储与运输，但氢气的制、储分离导致系统复杂度高、氢气补给困难，且常规氢气储运方式存在储氢密度低，安全性差等缺点。“制储氢一体化”是指将氢气的制备和储运环节整合到一起，先将能量以多种形式赋存于高体积能量密度、易储运的水解原料中，需求时通过可控水解反应快速释放出氢气。水解制氢的储氢密度通常较高，且在常温下稳定存在，便于存储与运输，其作为一种代替大体积、大重量、耐高压或绝热储氢瓶的储氢材料，有效规避了高压气态储氢、低温液态储氢在实际应用中安全性差、经济适用性差等缺陷，具有很大的应用前景。

2、水解制氢材料包括硼氢化物、金属以及金属氢化物，硼氢化物中的硼氢化钠是一种白色晶状粉末，材料本体质量储氢密度为10.8％，其与水在室温下接触即可反应而产生氢气，硼氢化钠做为一种水解原料其具有储氢密度高、产氢纯度高、放氢条件适中、安全无污染等特点，是目前最为常见的水解原料。

3、现有水解制氢材料制氢反应系统大多通过调节反应液的流量或初始水解制氢材料的添加量来控制水解反应快慢及氢气生成量，装置复杂度高、可控性差，而且水解制氢材料易于潮解、不便长时间保存，在实际应用中存在诸多不便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提出一种胶囊投放装置及制氢系统，旨在解决水解制氢反应系统装置复杂、产氢率低、可控性差的问题，同时实现水解制氢材料便捷分装、储运和免于潮解的目的。本发明通过同时旋转底盘和转动轴，使转切片和投放孔同时相对胶囊容置腔进行周向运动；旋转过程中，转切片通过所述间隙槽进入待投放胶囊所在的胶囊容置腔内，将单个待投放胶囊与胶囊容置腔内的其余胶囊分隔开，单个待投放胶囊通过投放孔从所述胶囊容置腔中脱离，实现胶囊的可控投入反应装置，待胶囊落入水中溶解后，水解原料分散于水中，水解产生氢气，通过控制转切片匀速稳定转动以实现原料胶囊的可控投入。

2、本发明的目的之一是提供一种胶囊投放装置，包括：

3、底盘，底盘的上表面设有可拆卸连接有转动轴，所述转动轴上固接有转切片，沿所述转动轴轴向、且与所述转切片对应的所述底盘上还设有投放孔；所述转动轴上转动套设有下转筒和上转筒，所述转切片位于所述下转筒和上转筒之间，所述下转筒与所述底盘的上表面转动连接；

4、所述上转筒上周向可拆卸设有若干限位机构的一端，所有所述限位机构的另一端活动连接在所述下转筒上，每个所述限位机构上在所述转切片对应位置设有间隙槽，所述间隙槽的高度和长度与所述转切片的高度和长度相匹配，所述间隙槽与所述底盘之间的距离与一个胶囊的宽度相匹配；相邻的所述限位机构之间构成胶囊容置腔，每个所述胶囊容置腔内盛放有一排胶囊，所述一排胶囊沿所述转动轴的轴向排列；

5、同时旋转所述底盘和转动轴，使转切片和投放孔同时相对所述胶囊容置腔进行周向运动；旋转过程中，所述转切片通过所述间隙槽进入待投放胶囊所在的胶囊容置腔内，将单个待投放胶囊与胶囊容置腔内的其余胶囊分隔开，所述单个待投放胶囊通过投放孔从所述胶囊容置腔中脱离，实现了胶囊的可控投入。

6、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述底盘的下壁连接有反应器，所述单个待投放胶囊通过投放孔进入所述反应器内，所述底盘上设有的圆筒盖，所述圆筒盖与所述反应器的外壁转动连接，所述转切片、下转筒、上转筒、若干限位机构均位于所述圆筒盖内，所述转动轴的上端贯穿所述圆筒盖且穿出部分连接电机的输出端。

7、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述圆筒盖的内上壁设有弹簧，所述弹簧围绕在所述转动轴上且所述弹簧的下端与所述上转筒的上端活动接触。

8、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述上转筒上设有滑槽，所有所述限位机构的上端均周向可拆卸设在所述滑槽内，所述滑槽上设有刻度线，相邻的所述限位机构之间的距离和胶囊的宽度相适配。

9、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述下转筒的外壁设有第一嵌锁槽，所有所述限位机构的下端呈垂直的方式嵌锁插接在所述第一嵌锁槽上。

10、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述限位机构包括上弧形板、连接板和下弧形板，所述上弧形板周向可拆卸设在所述滑槽内，所述连接板的上端连接所述上弧形板，下端连接所述下弧形板，所述下弧形板的下端开设有第二嵌锁槽，所述第二嵌锁槽呈垂直的方式嵌锁插接在所述第一嵌锁槽上。

11、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述上弧形板的侧壁上方设有限位板，所述限位板上设有螺栓，所述螺栓与所述滑槽螺接，所述上弧形板和所述下弧形板的形状相适配。

12、优选的，上述一种胶囊投放装置，所述所述上弧形板和所述下弧形板与所述连接板之间形成所述间隙槽，所述转切片与相邻的所述间隙槽之间的形状相适配。

13、本发明的目的之二是提供一种制氢系统，包括上述胶囊投放装置。

14、优选的，上述一种制氢系统，还包括：

15、所述反应器的侧壁设有氢气导气口、第一出水口和第一进水口，所述氢气导气口通过第一氢气导气管连接有储气罐；

16、燃料电池，其通过第二氢气导气管与所述储气罐连接，所述燃料电池上围绕有盘绕式水管，所述燃料电池上设有第二出水口和第二进水口，所述第一出水口和盘绕式水管的进水端连通，盘绕式水管的出水端和所述第二进水口连通，第二出水口和第一进水口连通；沿所述第一出水口的水流方向，所述第一出水口和盘绕式水管的进水端之间依次设有过滤器和输水器。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、1、本发明提供了一种胶囊投放装置，通过相邻的限位机构之间构成的胶囊容置腔，胶囊容置腔用于盛放有转动轴的轴向排列的一排胶囊，通过底盘和转动轴进行匀速转动后，转切片在间隙槽内同时进行匀速转动，转切片进入待投胶囊容置腔后，对容置腔单个待投放胶囊与胶囊容置腔内的其余胶囊分隔开，使单个胶囊通过投放孔落入下方，实现胶囊的可控投入。

19、2、本发明通过上弧形板与滑槽螺接，下弧形板插接在下转筒上，通过螺栓和刻度线可以调节相邻限位机构之间的距离，通过圆筒盖对上弧形板进行限位，使限位机构的位置固定，从而适应不同尺寸的胶囊可控投入。

20、3、本发明将水解制氢原料包覆在胶囊中，通过胶囊的可控投入至反应器内，从而实现制氢系统，稳定、高效的持续供氢，以满足质子交换膜燃料电池的氢气需求，通过胶囊可控投入实现对氢气的稳定安全、定量可控的供应，并减少了系统预热时间。

21、4、本发明采用胶囊装载水解原料，克服了水解原料在实际应用中易潮解等缺陷，具有便于运输、安全可控等优势，便于实际应用，具有很好的适用性。

22、5、本发明的制氢系统结构简单，具有较高的系统储氢容量，系统设计合理，并通过过滤系统对反应沉淀回收进行再利用，提升了系统经济性，同时水解制氢效率高，理论上无需再添加水，提高了系统的发电效率。