本發(fā)明涉及制氫，具體涉及到一種制氫裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)中常會(huì)使用制氫裝置來(lái)制取氫氣以供使用，常規(guī)的制氫方法主要為電解水制取，或化學(xué)反應(yīng)制取，其中電解水制取由于需要高電壓和高電流其中對(duì)電流的消耗較大，且設(shè)備復(fù)雜，僅在部分場(chǎng)合進(jìn)行使用，目前主流的制氫方法主要為化學(xué)反應(yīng)制取，例如采用甲醇制氫，甲醇制氫裝置利用甲醇的縮合反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，是一種常見(jiàn)的化學(xué)制氫方式之一。其基本原理是將甲醇按照一定比例混入水中形成甲醇溶液，然后加熱至適宜的溫度、加入催化劑反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和二氧化碳。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、輸出氫氣質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室和其他領(lǐng)域的氫氣供應(yīng)。

2、常規(guī)的用于批量制氫的甲醇制氫裝置會(huì)使用催化劑加速反應(yīng)的進(jìn)行，一般來(lái)說(shuō)其包含甲醇反應(yīng)器和混合反應(yīng)罐，其中甲醇放反應(yīng)器主要是將甲醇和水混合后并通入水蒸氣進(jìn)行混合，而混合反應(yīng)罐的內(nèi)部一般會(huì)根據(jù)反應(yīng)溶液的多少添加合適的催化劑來(lái)加速化學(xué)反應(yīng)，但催化劑的添加量則需要嚴(yán)格進(jìn)行控制，一般來(lái)說(shuō)催化劑的添加量和甲醇容量存在正相關(guān)，過(guò)少的添加量不能有效促進(jìn)甲醇分解反應(yīng)，過(guò)多則會(huì)浪費(fèi)催化劑，因此，需開(kāi)發(fā)一種能夠根據(jù)甲醇的濃度快速的進(jìn)行催化劑添加量調(diào)整的制氫裝置。

3、如專利號(hào)cn202310615747.7公開(kāi)了一種制氫裝置及其制氫方法，包括反應(yīng)罐，所述反應(yīng)罐頂端的左側(cè)固定連通有甲醇反應(yīng)器，所述反應(yīng)罐頂端的右側(cè)固定連通有排氣口，所述反應(yīng)罐內(nèi)腔的頂端安裝有催化器罐，所述反應(yīng)罐底端的左右兩側(cè)均固定連通有排渣口。本發(fā)明通過(guò)浮板增加的高度作用于排料調(diào)節(jié)組件，實(shí)現(xiàn)排料孔的打開(kāi)范圍的調(diào)整，即液面高度越高溶液越多時(shí)，排料孔的打開(kāi)范圍隨之增加，即催化劑導(dǎo)出的量隨之增加，催化劑的添加量隨溶液的增加量呈線性變化，始終提供合適的催化劑添加量，但是該制氫裝置存在以下問(wèn)題：1、攪拌不均勻，造成原料反應(yīng)不充分；2、排料調(diào)節(jié)組件的排料孔易堵塞，造成催化劑的添加量無(wú)法隨著甲醇容量的變化而變化；3、排渣口無(wú)法將反應(yīng)后物料排凈，且催化劑易堵塞排渣口。

4、鑒于此，本技術(shù)提出一種制氫裝置及其方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種制氫裝置及其方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種制氫裝置，包括反應(yīng)罐，所述反應(yīng)罐上設(shè)有第一進(jìn)料口、排氣口、排渣口，所述反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有與所述排渣口相適配的楔形底板，所述排渣口上設(shè)有開(kāi)關(guān)閥；

3、甲醇反應(yīng)器，安裝于所述反應(yīng)罐頂端左側(cè)，并與所述第一進(jìn)料口相連通，用于向所述反應(yīng)罐內(nèi)添加甲醇反應(yīng)液；

4、催化反應(yīng)罐，安裝于所述反應(yīng)罐上，用于向所述反應(yīng)罐內(nèi)添加催化劑，所述催化反應(yīng)罐上設(shè)有第二進(jìn)料口；

5、物料傳輸組件，安裝于所述催化反應(yīng)罐內(nèi)，用于傳輸催化劑至反應(yīng)罐中，所述物料傳輸組件與所述第一進(jìn)料口相對(duì)布置；

6、振流組件，安裝于所述反應(yīng)罐內(nèi)，用于增大甲醇反應(yīng)液與催化劑的接觸面積；

7、攪拌組件，安裝于所述振流組件下方，并與所述反應(yīng)罐相連接，用于加快甲醇反應(yīng)液與催化劑的反應(yīng)時(shí)間。

8、進(jìn)一步的，還包括抽風(fēng)組件，所述抽風(fēng)組件安裝于所述排氣口上，用于抽出所述反應(yīng)罐內(nèi)生成的h2和co2。

9、進(jìn)一步的，抽風(fēng)組件包括通過(guò)螺栓與所述反應(yīng)罐固定有抽風(fēng)盒體，所述抽風(fēng)盒體和反應(yīng)罐相連通，所述抽風(fēng)盒體內(nèi)部通過(guò)安裝架安裝有抽風(fēng)扇，所述抽風(fēng)盒體一側(cè)通過(guò)卡槽固定有防塵網(wǎng)；且所述抽風(fēng)盒體包括兩個(gè)，兩個(gè)所述抽風(fēng)盒體并列布置且固定安裝于所述反應(yīng)罐右側(cè)。

10、進(jìn)一步的，物料傳輸組件包括安裝于所述催化反應(yīng)罐外部的第一電機(jī)，所述第一電機(jī)的輸出端通過(guò)軸承連接有第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸上連接有螺旋葉片。

11、進(jìn)一步的，振流組件包括若干個(gè)導(dǎo)流板，若干個(gè)所述導(dǎo)流板均朝下傾斜且交錯(cuò)布置，且所述導(dǎo)流板上安裝有用于振動(dòng)所述導(dǎo)流板的振動(dòng)電機(jī)，所述導(dǎo)流板內(nèi)底部貫穿開(kāi)設(shè)有通氣孔。

12、進(jìn)一步的，攪拌組件包括安裝于所述反應(yīng)罐底部的第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出端通過(guò)軸承連接有第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸上安裝有攪拌桿，且所述第二轉(zhuǎn)軸傾斜布置于所述反應(yīng)罐內(nèi)。

13、進(jìn)一步的，第二轉(zhuǎn)軸外側(cè)兩端通過(guò)螺栓固定有撥料板，所述撥料板位于所述楔形底板上。

14、進(jìn)一步的，甲醇反應(yīng)器包括罐體，所述罐體頂端的中部固定連通有第三進(jìn)料口，所述罐體的后端固定連通有進(jìn)氣口，所述罐體底端的中部固定連通有混合排出管，所述混合排出管與反應(yīng)罐的內(nèi)部固定連通；所述混合排出管上設(shè)有用于控制甲醇溶液流量的控制閥。

15、進(jìn)一步的，還包括控制器、液位監(jiān)測(cè)器，所述控制器與所述液位監(jiān)測(cè)器、控制閥、物料傳輸組件、振流組件、攪拌組件電連接，用于控制所述液位監(jiān)測(cè)器、控制閥、物料傳輸組件、振流組件、攪拌組件的工作狀態(tài)；所述液位監(jiān)測(cè)器安裝于所述反應(yīng)罐內(nèi)用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)罐內(nèi)液位信息，并將所述液位信息傳輸至所述控制器，所述控制器根據(jù)所述液位信息控制所述第一電機(jī)的工作狀態(tài)。

16、一種制氫方法，利用上述的制氫裝置制備氫氣，其方法如下：

17、s1：首先通過(guò)第三進(jìn)料口按照比例注入甲醇溶液以及純水至罐體的內(nèi)部，同時(shí)通過(guò)進(jìn)氣口注入水蒸氣至罐體的內(nèi)部使其與甲醇溶液相混合，同時(shí)可通過(guò)第二進(jìn)料口添加合適的催化劑至催化反應(yīng)罐的內(nèi)部完成制氫前的準(zhǔn)備；

18、s2：設(shè)定控制程序，通過(guò)控制器控制控制閥將混合后的甲醇溶液通過(guò)混合排出管注入反應(yīng)罐的內(nèi)部，并控制第一電機(jī)、振動(dòng)電機(jī)、第二電機(jī)啟動(dòng)，使得催化劑在第一電機(jī)的作用下根據(jù)甲醇溶液的量加入至反應(yīng)罐中，催化劑和甲醇溶液在振動(dòng)電機(jī)和第二電機(jī)的作用下充分接觸，并反應(yīng)生成h2和co2；

19、s3：?jiǎn)?dòng)抽風(fēng)扇，通過(guò)排氣口排出生成的h2和co2，并通過(guò)分離二氧化碳即可得到純凈的氫氣，同時(shí)混合結(jié)束后的催化劑殘?jiān)ㄟ^(guò)排渣口排出，并進(jìn)行回收利用即可完成制氫過(guò)程。

20、由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

21、1、本技術(shù)通過(guò)在反應(yīng)罐上安裝甲醇反應(yīng)器、催化反應(yīng)罐、物料傳輸組件、振流組件、攪拌組件，使得甲醇溶液能夠與催化劑充分均勻混合，并在振動(dòng)和攪拌作用下，能夠增大原料之間的接觸面積，進(jìn)而加快反應(yīng)的進(jìn)程。

22、2、本技術(shù)通過(guò)在反應(yīng)罐上設(shè)定控制程序，將甲醇溶液和催化劑按一定比例加入至反應(yīng)罐中，同時(shí)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間后通過(guò)液位監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)反應(yīng)罐內(nèi)液位信息，并將所述液位信息傳輸至所述控制器，所述控制器根據(jù)所述液位信息控制所述第一電機(jī)的工作狀態(tài)，從而使得催化劑的添加量隨溶液的增加量呈線性變化，始終提供合適的催化劑添加量，避免傳統(tǒng)裝置催化劑添加量不合理導(dǎo)致的反應(yīng)效率受到影響，影響整體制氫的問(wèn)題，顯著提高了整體反應(yīng)效率并降低催化劑的浪費(fèi)率。

23、3、本技術(shù)通過(guò)在反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)與排渣口相適配的楔形底板，且第二轉(zhuǎn)軸外側(cè)兩端通過(guò)螺栓固定有撥料板，該撥料板位于所述楔形底板上，從而使得反應(yīng)完成后物料能夠在撥料板的作用下，快速排出反應(yīng)罐，有效避免排渣口堵塞或排不凈的問(wèn)題。

24、4、本技術(shù)通過(guò)在反應(yīng)罐上安裝抽風(fēng)組件，使得h2和co2能夠快速、及時(shí)排出于反應(yīng)罐中，有效避免罐內(nèi)壓力過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)事故。