與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法，屬于氫氣制備和能源技術(shù)領(lǐng)域，該混合物采用 86％～94％(重量)的金屬鋁粉、4％～8％(重量)的氯化物、1％?6％(重量)的氫氧化物、1％?4％(重量)的醇類有機(jī)物為原材料，經(jīng)過(guò)球磨進(jìn)行混合，并采用特定的燃燒方式與醇基燃料進(jìn)行混合燃燒，該混合物所用原料價(jià)格低廉、易得，制備工藝簡(jiǎn)單、安全，使用方法中的塊狀易于運(yùn)輸，且使用方法簡(jiǎn)單、安全，與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于等量醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，該混合物及制備方法、使用方法使用方便，實(shí)用價(jià)值高。
【專利說(shuō)明】
與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法，屬于氫氣制備和能源技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]氫是一種重要的二次能源，能夠利用來(lái)儲(chǔ)存能量，具有資源豐富、環(huán)境友好、熱值高、燃燒性能好、潛在經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。氫能的推廣主要受到了制氫技術(shù)、貯存方式及運(yùn)輸途徑三方面的限制。目前制氫方法主要有化石燃料法、生物質(zhì)法、用水制氫法等，其中水制氫法主要是水電解制氫及金屬或金屬氫化物與水、酸或強(qiáng)堿反應(yīng)制氫。
[0003]目前，用水制氫法的應(yīng)用主要集中在燃料電池，并在移動(dòng)電源上已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化的初步應(yīng)用，技術(shù)應(yīng)用面十分狹窄，且制氫方法比較繁瑣、不可連續(xù)、費(fèi)用較高、運(yùn)輸不方便、不易推廣等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開(kāi)了與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法，該混合物所用原料價(jià)格低廉、易得，制備工藝簡(jiǎn)單、安全，使用方法中的塊狀易于運(yùn)輸，且使用方法簡(jiǎn)單、安全，與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于等量醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，該混合物及制備方法、使用方法使用方便，實(shí)用價(jià)值尚O
[0005]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，其包含如下質(zhì)量百分比的成分:
(a)86%?94%(重量)的金屬鋁粉；
(b)4%?8%(重量)的氯化物；
((:)1%-6%(重量)的氫氧化物；
(d)l%-4% (重量)的醇類有機(jī)物。
[0006]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，所述的金屬鋁粉的粒徑為50-200目。
[0007]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鉍無(wú)機(jī)鹽化合物中的一種或多種，所述的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣中的一種或多種，所述的醇類有機(jī)物為甲醇、乙醇或丙醇中的一種或多種。
[0008]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，所述的氯化物優(yōu)選為氯化鈉，所述的氫氧化物優(yōu)選為氫氧化鈉，所述的醇類有機(jī)物優(yōu)選為乙醇。
[0009]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，其包含如下質(zhì)量百分比的成分:
(a)90%?92%(重量)的金屬鋁粉；
(b)4%?5%(重量)的氯化物；
((:)1%-4%(重量)的氫氧化物；
(d)l%-2% (重量)的醇類有機(jī)物。
[0010]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其制備方法為:(I)將重量比的氯化物、氫氧化物及醇類有機(jī)物進(jìn)行球磨，濕度控制在30-50%，直至混合物的粒徑為200-500目，停止球磨，得到混合物A; (2)將混合物A與質(zhì)量比的鋁粉在氬氣保護(hù)氣氛，轉(zhuǎn)速為40-60r/min下，混合球磨，球磨半小時(shí)，得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物。
[0011 ]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其使用方法為:
(1)將與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物采用水溶性粘合劑進(jìn)行粘合成塊狀，并于50-600C條件下進(jìn)行烘干，得到塊狀物質(zhì)B;
(2)將塊狀物質(zhì)B與水蒸氣充分接觸，反應(yīng)得到含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C;
(3)將含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C在密封反應(yīng)罐中用水蒸氣進(jìn)行加壓，分別經(jīng)過(guò)水汽分離器及單向閥，得到具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D;
(4)將足量的醇基燃料進(jìn)行加壓霧化，經(jīng)過(guò)單向閥，得到具有一定壓力的醇基燃料E;
(5)將具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D與具有一定壓力的醇基燃料E分別經(jīng)過(guò)管道噴出，在燃燒噴嘴處進(jìn)行混合，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)通入大量的空氣，進(jìn)行點(diǎn)燃，即得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物使用方法。
[0012]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法:其特種在于，(I)中水溶性粘合劑為水玻璃、聚丙烯胺或漿糊中的一種。
[0013]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法:其特種在于，(I)中水溶性粘合劑優(yōu)選為聚丙烯胺。
[0014]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法，其特種在于，(3)中加壓壓力為4-5個(gè)大氣壓。
[0015]與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法，其特種在于，(4)中加壓壓力為5-8個(gè)大氣壓。
[0016]本發(fā)明公開(kāi)了與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法，該混合物所用原料價(jià)格低廉、易得，制備工藝簡(jiǎn)單、安全，使用方法中的塊狀易于運(yùn)輸，安全，且使用方法簡(jiǎn)單、安全，與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)期效果，該混合物尤其適用于天然氣匱乏地方，原材料價(jià)格低廉，制備工藝及使用方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性非常高，該混合物及制備方法、使用方法使用方便，實(shí)用價(jià)值高。
[0017]該混合物采用:86%?94%(重量)的金屬鋁粉、4%?8%(重量)的氯化物、1%-6 % (重量)的氫氧化物、I % -4 % (重量)的醇類有機(jī)物
為原材料，其中醇類有機(jī)物為“溶劑”，該溶劑能夠使其他原材料混合均勻，又能夠有效的避免氫氧化物與鋁粉的充分接觸，產(chǎn)生沒(méi)有預(yù)想到的技術(shù)效果。
[0018]該混合物制氫原理為:水蒸氣與混合物接觸時(shí)，在氯化物的“促進(jìn)”下及乙醇“溶劑”配合下，水蒸氣帶來(lái)的熱量促使氫氧化物與鋁粉表面的氧化物反應(yīng)，促使表面氧化層消失，待局部即將出現(xiàn)氫氧化鋁沉淀時(shí)，氫氧化物消耗完全，沒(méi)有氧化層的鋁粉開(kāi)始與水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣。
[0019]該混合物的制備方法中先將氯化物、氫氧化物及醇機(jī)有機(jī)物混物球磨，球磨到一定粒徑后與鋁粉在進(jìn)行低速球磨，該制備方法控制著濕度，球磨速度，能夠有效避免“爆炸”出現(xiàn)，且能夠避免氫氧化物與鋁粉的過(guò)分反應(yīng)，該制備方法安全、方便、簡(jiǎn)單、易行。
[0020]該混合物的使用方法是采用水溶性膠黏劑制備成塊狀，該塊狀物易于運(yùn)輸，安全，且使用方便，易于更換;混合物的使用方法安全、與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)期效果，應(yīng)用前景廣。
具體實(shí)施例
[0021]實(shí)施例1
與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其包含如下質(zhì)量百分比的成分:(a)86%?94% (重量)的金屬招粉;(b)4%?8% (重量)的氯化物；
((3)1%-6%(重量)的氫氧化物；((1)1%-4%(重量)的醇類有機(jī)物。
[0022]進(jìn)一步的，所述的金屬鋁粉的粒徑為50-200目，優(yōu)選金屬鋁粉的粒徑為140-150目。
[0023]進(jìn)一步的，所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鉍無(wú)機(jī)鹽化合物中的一種或多種，所述的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣中的一種或多種，所述的醇類有機(jī)物為甲醇、乙醇或丙醇中的一種或多種，所述的氯化物優(yōu)選為氯化鈉，所述的氫氧化物優(yōu)選為氫氧化鈉，所述的醇類有機(jī)物優(yōu)選為乙醇。
[0024]進(jìn)一步的，質(zhì)量百分比優(yōu)選的成分:(a)90%?92% (重量)的金屬鋁粉；(b)4%?5% (重量)的氯化物；(c) I %-4% (重量)的氫氧化物；
(d)l%-2% (重量)的醇類有機(jī)物。
[0025]進(jìn)一步的，質(zhì)量百分比優(yōu)選的成分:(a)91%%(重量)的金屬鋁粉；(b)4.5% (重量)的氯化物；(c) 3 % (重量)的氫氧化物；
(d)1.5%(重量)的醇類有機(jī)物。
[0026]該與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其制備方法為:(I)將重量比的氯化物、氫氧化物及醇類有機(jī)物進(jìn)行球磨，濕度控制在30-50%，直至混合物的粒徑為200-500目，停止球磨，得到混合物A; (2)將混合物A與質(zhì)量比的鋁粉在氬氣保護(hù)氣氛，轉(zhuǎn)速為40-60r/min下，混合球磨，球磨半小時(shí)，得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物。
[0027]進(jìn)一步的，該制備方法中，(I)濕度優(yōu)選控制在30-50%。
[0028]進(jìn)一步的，該制備方法中，(2)轉(zhuǎn)速優(yōu)選為50r/min.該與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其使用方法為:
(1)將與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物采用水溶性粘合劑進(jìn)行粘合成塊狀，并于50-600C條件下進(jìn)行烘干，得到塊狀物質(zhì)B;
(2)將塊狀物質(zhì)B與水蒸氣充分接觸，反應(yīng)得到含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C;
(3)將含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C在密封反應(yīng)罐中用水蒸氣進(jìn)行加壓，分別經(jīng)過(guò)水汽分離器及單向閥，得到具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D;
(4)將足量的醇基燃料進(jìn)行加壓霧化，經(jīng)過(guò)單向閥，得到具有一定壓力的醇基燃料E;
(5)將具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D與具有一定壓力的醇基燃料E分別經(jīng)過(guò)管道噴出，在燃燒噴嘴處進(jìn)行混合，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)通入大量的空氣，進(jìn)行點(diǎn)燃，即得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物使用方法。
[0029]進(jìn)一步的，該混合物的使用方法:(I)中水溶性粘合劑為水玻璃、聚丙烯胺或漿糊中的一種，(I)中水溶性粘合劑優(yōu)選為聚丙烯胺。
[0030]進(jìn)一步的，該混合物的使用方法，(3)中加壓壓力為4-5個(gè)大氣壓，優(yōu)選加壓壓力4個(gè)大氣壓。
[0031]進(jìn)一步的，該混合物的使用方法，(4)中加壓壓力為5-8個(gè)大氣壓，優(yōu)選加壓壓力6個(gè)大氣壓。
[0032]實(shí)施例2
與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其包含如下質(zhì)量百分比的成分:(a)90% (重量)的金屬鋁粉；(b) 5%(重量)的氯化物；(c) 4%(重量)的氫氧化物；(d)l% (重量)的醇類有機(jī)物。
[0033]本發(fā)明公開(kāi)了與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物及制備方法、使用方法，該混合物所用原料價(jià)格低廉、易得，制備工藝簡(jiǎn)單、安全，使用方法中的塊狀易于運(yùn)輸，安全，且使用方法簡(jiǎn)單、安全，與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)期效果，該混合物尤其適用于天然氣匱乏地方，原材料價(jià)格低廉，制備工藝及使用方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性非常高，該混合物及制備方法、使用方法使用方便，實(shí)用價(jià)值高。
[0034]該混合物采用:86%?94%(重量)的金屬鋁粉、4%?8%(重量)的氯化物、1%-6 % (重量)的氫氧化物、I % -4 % (重量)的醇類有機(jī)物
為原材料，其中醇類有機(jī)物為“溶劑”，該溶劑能夠使其他原材料混合均勻，又能夠有效的避免氫氧化物與鋁粉的充分接觸，產(chǎn)生沒(méi)有預(yù)想到的技術(shù)效果。
[0035]該混合物制氫原理為:水蒸氣與混合物接觸時(shí)，在氯化物的“促進(jìn)”下及乙醇“溶劑”配合下，水蒸氣帶來(lái)的熱量促使氫氧化物與鋁粉表面的氧化物反應(yīng)，促使表面氧化層消失，待局部即將出現(xiàn)氫氧化鋁沉淀時(shí)，氫氧化物消耗完全，沒(méi)有氧化層的鋁粉開(kāi)始與水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣。
[0036]該混合物的制備方法中先將氯化物、氫氧化物及醇機(jī)有機(jī)物混物球磨，球磨到一定粒徑后與鋁粉在進(jìn)行低速球磨，該制備方法控制著濕度，球磨速度，能夠有效避免“爆炸”出現(xiàn)，且能夠避免氫氧化物與鋁粉的過(guò)分反應(yīng)，該制備方法安全、方便、簡(jiǎn)單、易行。
[0037]該混合物的使用方法是采用水溶性膠黏劑制備成塊狀，該塊狀物易于運(yùn)輸，安全，且使用方便，易于更換;混合物的使用方法安全、與醇基燃料的混合燃燒，大大提高熱值，混合使用的燃燒熱值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醇基燃料與氫燃料單獨(dú)燃燒的熱值的總和，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)期效果，應(yīng)用前景廣。
[0038]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，其包含如下質(zhì)量百分比的成分: (a)86%?94%(重量)的金屬鋁粉； (b)4%?8%(重量)的氯化物； ((:)1%-6%(重量)的氫氧化物； (d)l%-4% (重量)的醇類有機(jī)物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，所述的金屬鋁粉的粒徑為50-200目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鉍無(wú)機(jī)鹽化合物中的一種或多種，所述的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣中的一種或多種，所述的醇類有機(jī)物為甲醇、乙醇或丙醇中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其特征在于，其包含如下質(zhì)量百分比的成分: (a)90%?92%(重量)的金屬鋁粉； (b)4%?5%(重量)的氯化物； ((:)1%-4%(重量)的氫氧化物； (d)l%-2% (重量)的醇類有機(jī)物。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其制備方法為:(I)將重量比的氯化物、氫氧化物及醇類有機(jī)物進(jìn)行球磨，濕度控制在30-50%，直至混合物的粒徑為200-500目，停止球磨，得到混合物A; (2)將混合物A與質(zhì)量比的招粉在氬氣保護(hù)氣氛，轉(zhuǎn)速為40-60r/min下，混合球磨，球磨半小時(shí)，得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物，其使用方法為: (1)將與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物采用水溶性粘合劑進(jìn)行粘合成塊狀，并于50-600C條件下進(jìn)行烘干，得到塊狀物質(zhì)B; (2)將塊狀物質(zhì)B與水蒸氣充分接觸，反應(yīng)得到含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C; (3)將含有水蒸氣等氣體的氫氣混合物C在密封反應(yīng)罐中用水蒸氣進(jìn)行加壓，分別經(jīng)過(guò)水汽分離器及單向閥，得到具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D; (4)將足量的醇基燃料進(jìn)行加壓霧化，經(jīng)過(guò)單向閥，得到具有一定壓力的醇基燃料E; (5)將具有一定壓力的純氫氣物質(zhì)D與具有一定壓力的醇基燃料E分別經(jīng)過(guò)管道噴出，在燃燒噴嘴處進(jìn)行混合，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)通入大量的空氣，進(jìn)行點(diǎn)燃，即得到與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物使用方法。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法，其特種在于，(I)中水溶性粘合劑為水玻璃、聚丙烯胺或漿糊中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法，其特種在于，(3)中加壓壓力為4-5個(gè)大氣壓。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的與水蒸汽反應(yīng)制備氫氣的混合物的使用方法，其特種在于，(4)中加壓壓力為5-8個(gè)大氣壓。
【文檔編號(hào)】C01B3/10GK106044707SQ201610380907
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】江門市綠茵環(huán)?？萍加邢薰?br>