本實(shí)用新型涉及一種高壓氫氣供給裝置。
背景技術(shù)：
氫氣是一種極易燃燒、無(wú)色透明的氣體，氫氣的密度非常小，只有空氣的1/14，氫氣是相對(duì)分子質(zhì)量最小的物質(zhì)。氫氣特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)決定了氫氣具有廣泛而特殊的用途。氫氣在生活中可以作為輕介質(zhì)充入氣球使得氣球飛起來(lái)，在工業(yè)上可以做高能燃料，作為動(dòng)力火箭的推進(jìn)劑，并且，氫氣也是重要的化工原料，用來(lái)合成氨工業(yè)。隨著新技術(shù)的發(fā)展，氫氣的應(yīng)用將更加廣泛和重要。
隨著氫氣用途的不同，對(duì)氫氣的技術(shù)要求也不一樣，比如氫氣純度、氫氣壓力、溫度等。通常情況下，氫氣被罐裝在氫氣瓶（40L、10L、8L等）中，通過(guò)氫氣減壓閥進(jìn)行輸出使用，從而實(shí)現(xiàn)高壓氫氣的供給。
但是罐裝在氫氣瓶中的氫氣壓力一般﹤15MPa，所以最大的氫氣供給壓力不超過(guò)15MPa。如果需要更高壓力（>15MPa）的氫氣源，一般通過(guò)氣體增壓泵或氣體壓縮機(jī)將較低壓力的氫氣增壓到較高的壓力，氫氣壓力達(dá)到幾十甚至數(shù)百兆帕。但是氣體增壓泵的造價(jià)和成本較高，通常用于加氫站或高端科研領(lǐng)域，很難普及使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種能夠在不同條件下大量、快速和高效地釋放氫氣的高壓氫氣供給裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
一種高壓氫氣供給裝置，包括密閉的內(nèi)裝LaNi5材料的貯氫化學(xué)床，與貯氫化學(xué)床內(nèi)空間連接的輸出管道，均設(shè)置于輸出管道上的第一高壓閥和壓力傳感器，包裹該貯氫化學(xué)床設(shè)置的加熱器，以及與加熱器連接的溫控儀。
進(jìn)一步地，所述輸出管道上還設(shè)有過(guò)濾器。
進(jìn)一步地，所述輸出管道上還連接有一供給支路和一真空支路，所述供給支路上設(shè)有第二高壓閥，所述真空支路上設(shè)有第三高壓閥。
具體地，所述壓力傳感器連接于該輸出管道與供給支路和真空支路的連接處。
優(yōu)選地，所述加熱器為電阻絲加熱方式的電爐，加熱范圍為室溫～600℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
（1）本實(shí)用新型利用固體狀態(tài)的材料貯氫，其體積濃度大于液氫，貯氫后的濃度LaNi5H6比高壓鋼瓶貯氫安全，比液氫安全，成本低，并可解決長(zhǎng)期儲(chǔ)存和安全運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，貯氫材料放出的氫氣純度可達(dá)99.9999%，而且本實(shí)用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。
（2）本實(shí)用新型由于是采用固體貯氫材料貯氫，既不用貯存高壓氫氣所需的大而笨重的鋼瓶，又不需存放液態(tài)氫那樣極低的溫度條件，需要貯氫時(shí)使合金與氫反應(yīng)生成金屬氫化物并放出熱量，需要用氫時(shí)通過(guò)加熱或減壓使貯存于其中的氫釋放出來(lái)，如同蓄電池的充放電一樣，是一種簡(jiǎn)便易行的貯氫方式。
（3）貯氫合金材料的吸放氫壓力隨溫度的升高成對(duì)數(shù)關(guān)系升高，在常溫下吸入較低壓力的普通氫氣，在較高溫度下則可釋放出高壓高純度氫氣。根據(jù)這一原理，還可制成兼有凈化與壓縮雙重功能的無(wú)運(yùn)動(dòng)件高壓高純氫壓縮器。
（4）LaNi5是一種常溫下具有較高吸氫能力的貯氫材料，它是非核材料，沒(méi)有放射性，氫化物的最大化學(xué)計(jì)量為L(zhǎng)aNi5H6，LaNi5貯氫密度約為175 ml/g。室溫下，LaNi5飽和吸氫時(shí)的平衡離解壓稍高于大氣壓，約為0.2 MPa，中等溫度下有較高的平衡離解壓。本實(shí)用新型可以根據(jù)LaNi5貯氫材料在不同溫度下的平衡離解壓給研究對(duì)象提供特定壓力的氫氣，系統(tǒng)可根據(jù)需要選擇LaNi5貯氫化學(xué)床加熱溫度，使用方便，安全性好。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
如圖1所示，該高壓氫氣供給裝置，包括密閉的內(nèi)裝LaNi5材料的貯氫化學(xué)床1，與貯氫化學(xué)床內(nèi)空間連接的輸出管道2，均設(shè)置于輸出管道上的第一高壓閥3和壓力傳感器4，包裹該貯氫化學(xué)床設(shè)置的加熱器5，與加熱器連接的溫控儀6，連接于輸出管道上的過(guò)濾器7。其中，所述輸出管道上還連接有一供給支路8和一真空支路10，所述供給支路上設(shè)有第二高壓閥9，所述真空支路上設(shè)有第三高壓閥11。具體地，所述壓力傳感器連接于該輸出管道與供給支路和真空支路的連接處。優(yōu)選地，所述加熱器為電阻絲加熱方式的電爐，加熱范圍為室溫～600℃。
基于上述構(gòu)造，本實(shí)用新型還提供了該高壓氫氣供給裝置的制作方法，包括如下步驟：
（10）將所述高壓氫氣供給裝置連接后進(jìn)行檢漏；
（11）關(guān)閉第三高壓閥，打開(kāi)第一高壓閥和第二高壓閥，由供給支路向貯氫化學(xué)床內(nèi)充氦氣，觀察所述壓力傳感器變化至30MPa時(shí)，關(guān)閉第二高壓閥，停止充氦；
（12）采用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)所述高壓氫氣供給裝置檢漏，當(dāng)整體漏率低于1×10-9Pa?m3 s-1時(shí)進(jìn)行下一步；
（20）對(duì)所述貯氫化學(xué)床內(nèi)的LaNi5材料進(jìn)行活化；
（21）將真空泵連接于真空支路，打開(kāi)第三高壓閥，用真空泵對(duì)貯氫化學(xué)床進(jìn)行冷抽，排出其內(nèi)空氣；
（22）調(diào)節(jié)所述溫控儀，使加熱器以5℃/min的升溫速率將貯氫化學(xué)床加熱至400℃，加熱同時(shí)用真空泵繼續(xù)抽真空至真空度低于5Pa；
（23）調(diào)節(jié)溫控儀，將貯氫化學(xué)床降至室溫，同時(shí)關(guān)閉第三高壓閥，在供給支路連接氫源，打開(kāi)第二高壓閥，向貯氫化學(xué)床內(nèi)充入氫氣，直至LaNi5材料吸氫達(dá)到飽和，其中，所述氫源的供給壓力為2MPa。
具體地，所述步驟（21）中，冷抽時(shí)間不小于3小時(shí)，冷抽后貯氫化學(xué)床內(nèi)真空度低于5Pa。
進(jìn)一步地，所述步驟（21）~（23）重復(fù)至少兩次。
為了體現(xiàn)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型還提供上述高壓氫氣供給裝置的使用方法，包括如下步驟：
（A）按照上述高壓氫氣供給裝置的制作方法將所述貯氫化學(xué)床內(nèi)的LaNi5材料充氫活化；
（B）在需要使用氫氣時(shí)，關(guān)閉第一、第二、第三高壓閥，將供給支路與需要使用氫氣的容器或管道連通，然后調(diào)節(jié)溫控儀，使加熱器將貯氫化學(xué)床加熱至設(shè)定溫度，同時(shí)觀察壓力傳感器的壓力，當(dāng)壓力傳感器指示壓力大于所需壓力時(shí)，緩慢打開(kāi)第一、第二高壓閥，將氫氣輸出。
上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。