一种固块氢主动快速生氢系统的制作方法

本发明涉及生氢装置，特别涉及一种固块氢主动快速生氢系统。

背景技术：

1、作为储存氢的方式之一，存在一种包藏合金的储氢方式。而作为包藏合金的储氢方式，由于其不需要在超高压、极低温这样的特殊状态下储存氢，因此不仅具有操作容易且安全性较高的优异特征，而且还具有每单位体积的氢储存量较高的优异特性。

2、利用氢产生装置具有的收容以氢化镁为主要成分的镁基氢化物粉末以及酸性物粉末的混合粉末的圆筒状的储存室、储水室和燃料电池；通过向储存室插入由储水室导出的注水管，使储水室向储存室供给水作为反应水；向储存室供水时，储存室内的镁基氢化物粉末，会按照化学式(1)和(2)那样进行水解反应，从而产生氢，向燃料电池供给所产生的氢，用于发电。

3、[化学式1]

4、mgh2+2h2o→mg(oh)2+2h2      (1)

5、[化学式2]

6、mgh2+h2o→mgo+2h2           (2)

7、氢气发生装置主要通过提升反应的体系热带动固块氢化镁快速生氢，其启动热是通过初期的加热装置、后续的反应热值、水蒸发散热和环境散热所组成。固块氢化镁使用的量级越高，初始的启动热需求就越大，启动的时间就越长，氢气发生装置的运行功耗就越高，氢气发生装置的性能就越差，特别在连续使用固块氢化镁时，热量的浪费就更明显，导致能效进一步升高。

8、目前的固块氢发生装置，在启动制氢时，由于需要大量的启动热，由于需要大量的启动热量，会导致固块氢发生装置的启动速度较为缓慢；导致在制氢反应的控制上不够快速，从而导致整个制氢系统的制氢效率和氢气输出效率较低。

9、对于固块氢发生装置，其原有反应环境的压力也对固块氢发生装置的启动时间有所影响，固块氢发生装置目前的压力控制条件，主要是追求压力稳定，但对固块氢发生装置的启动时间有所限制，导致固块氢发生装置的启动速度得不到较大的提升。

10、综上所述，本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：

11、现有的利用固块氢为原料生成氢气的装置还存在启动缓慢的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固块氢主动快速生氢系统，以解决现有的利用固块氢为原料生成氢气的装置还存在启动缓慢的技术问题。

2、本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

4、本发明提供了一种固块氢主动快速生氢系统，包括供料装置、反应装置、水循环装置、冷凝装置、缓存装置和控制装置；所述供料装置以可控制通闭的方式连通所述反应装置的注料口和缓存装置的供气口，所述缓存装置的供气口输出的氢气用于辅助所述供料装置供料；所述反应装置的排气口连通所述冷凝装置，所述冷凝装置的出气口连通所述缓存装置；所述水循环装置连通所述反应装置的注水口和排泄口，所述水循环装置连通所述冷凝装置的排水口；所述缓存装置的输出口以可调压的方式输出氢气，所述缓存装置还连通有热启动装置；所述热启动装置设置于所述反应装置上，所述热启动装置用于提供启动热至所述反应装置；所述控制装置用于控制所述供料装置、所述反应装置、所述水循环装置、所述冷凝装置和所述缓存装置的运行。

5、在其中一个实施例中，所述供料装置包括供料管道、预注料舱和具有气密填料口的原料储存箱；所述供料管道连通所述预注料舱和所述供气口，所述原料储存箱于所述预注料舱和所述供气口之间接入所述原料储存箱；在所述供料管道上安装有供料控制阀，所述供料控制阀布置于所述供气口和所述原料储存箱之间；所述预注料舱上设置有供料截止阀，所述供料截止阀连通所述注料口；所述供料控制阀和所述供料截止阀均与所述控制装置电性连接。

6、在其中一个实施例中，所述反应装置包括依次连接的氢发舱和反应物收集箱，所述氢发舱和所述反应物收集箱的连接之间设置有下端控制阀，所述下端控制阀与所述控制装置电性连接；所述氢发舱上设置有所述注料口和所述注水口；所述反应物收集箱上设有所述排泄口和所述排气口。

7、在其中一个实施例中，所述氢发舱内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器均与所述控制装置电性连接；所述氢发舱外还安装有爆破阀，所述爆破阀与所述氢发舱之间连接有排泄管。

8、在其中一个实施例中，所述热启动装置包括空气供给机构和燃烧机构；所述燃烧机构设置于所述氢发舱上，所述燃烧机构用于提升所述氢发舱内的反应温度；所述空气供给机构与所述燃烧机构的入氧口连接，所述燃烧机构的入氢口与所述缓存装置连接；所述入氢口与所述缓存装置的连接之间设置有供氢控制阀，所述供氢控制阀与所述控制装置电性连接。

9、在其中一个实施例中，所述燃烧机构的出水口接入所述水循环装置。

10、在其中一个实施例中，所述氢发舱外设置有紧急制冷装置；所述反应物收集箱外设置有冷却装置；所述紧急制冷装置和所述冷却装置均与所述控制装置电性连接。

11、在其中一个实施例中，所述水循环装置包括具有气密注水口的供水箱和反应物过滤装置；所述供水箱与所述注水口连接，所述供水箱与所述注水口连的连接之间设置有注水泵和注水控制阀；所述反应物过滤装置连接所述供水箱和所述排泄口，所述反应物过滤装置与所述供水箱的连接之间设置有抽液泵和抽液控制阀；所述供水箱与所述排水口连接，所述供水箱与所述排水口的连接之间设置有抽水控制阀和抽水泵；所述供水箱内安装有供水液位传感器；所述注水泵、所述注水控制阀、所述抽液泵、所述抽液控制阀、所述抽水控制阀、所述抽水泵、所述供水液位传感器均与所述控制装置电性连接。

12、在其中一个实施例中，所述冷凝装置包括依次连接的冷凝机构和收集水箱；所述冷凝机构与所述排气口连接；所述收集水箱上设有所述出气口和所述排水口；所述出气口与所述缓存装置的连接之间设置有加压泵；所述收集水箱内设置有集水液位传感器；所述加压泵和所述集水液位传感器均与所述控制装置电性连接。

13、在其中一个实施例中，所述缓存装置的所述输出口上依次连接有氢滤和减压泵；所述减压泵与所述控制装置电性连接。

14、本发明的有益效果如下：

15、通过供料装置、反应装置、水循环装置、冷凝装置、缓存装置和控制装置，形成整个固块氢主动快速生氢系统。

16、其中，使所述供料装置以可控制通闭的方式连通所述反应装置的注料口和缓存装置的供气口，利用所述缓存装置的供气口输出的氢气辅助所述供料装置供料；从而实现通过所述供料装置和所述缓存装置在供料时，改变所述反应装置内制氢反应的原有压力环境，打破制氢反应的启动时间的壁垒，达到缩短反应装置内的制氢反应的启动时间。

17、进一步的，在改变整个固块氢主动快速生氢系统的压力稳定状态后，通过所述缓存装置的输出口以可调压的方式输出氢气，又做到了输出口的压力输出的缓释处理。

18、更近一步的，通过所述缓存装置还连通有热启动装置，又将所述热启动装置设置于所述反应装置上，实现以所述缓存装置内的氢气供给所述热启动装置燃烧，再利用所述热启动装置提供启动热至所述反应装置；从而实现加快所述反应装置的启动速度。

19、由于缩短了所述反应装置的启动时间和加快了所述反应装置的启动速度，使得能够主动和快速地控制所述反应装置内的制氢反应，降低整个固块氢主动快速生氢系统的功耗，提升整个固块氢主动快速生氢系统的输出效率。