本發(fā)明涉及一種水蒸氣電解制氫裝置，具體涉及一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置，屬于新能源與節(jié)能。

背景技術(shù)：

1、目前，制氫方法主要有傳統(tǒng)制氫方法和等離子體制氫。

2、傳統(tǒng)的制氫方法，包括蒸汽甲烷重整、水電解和煤氣化等。這些方法雖然成熟，但存在能效低、成本高以及環(huán)境污染等問題。微波等離子體制氫利用微波能量在反應(yīng)器中生成等離子體，這些高能等離子體能有效裂解原料分子，釋放出氫氣。相較于傳統(tǒng)制氫方法，該方法由于其反應(yīng)物單一，無需化石燃料，具有高效能，清潔生產(chǎn)等優(yōu)勢。

3、專利cn203534207u公開了“一種快速循環(huán)氣冷真空爐”，該裝置中的微波等離子體產(chǎn)生器在真空條件下通過微波能量產(chǎn)生高溫等離子體。氣冷系統(tǒng)用于快速冷卻爐腔內(nèi)部，以維持穩(wěn)定的溫度和真空環(huán)境。但高溫條件下等離子體反應(yīng)難以精確控制，會導(dǎo)致反應(yīng)不均勻或過熱，導(dǎo)致設(shè)備磨損老化甚至具有安全隱患。并且產(chǎn)生等離子體的過程需要大量能量，導(dǎo)致宏觀角度上反應(yīng)的效率較低。

4、如何提高制氫的效率和提高反應(yīng)的穩(wěn)定性成為當(dāng)前最主要的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置，包括一端閉合，另一端敞口并通過三銷釘調(diào)配器接水負(fù)載環(huán)形器的反應(yīng)腔；

4、石英管沿縱向穿透所述反應(yīng)腔的閉合端，

5、所述石英管的底口設(shè)有通進(jìn)氣管，并設(shè)有點(diǎn)火器；

6、所述石英管的頂口通過冷凝管接氣體回收裝置。

7、于上述反應(yīng)腔的閉合端的頂面和底面分別設(shè)有水冷室，內(nèi)置用于冷卻石英管的水冷回路。

8、上述水負(fù)載環(huán)形器的外部尺寸為182×161×59mm，所述三銷釘調(diào)配器的外部尺寸為228×161×59mm，三銷釘螺母的直徑為30mm。

9、上述反應(yīng)腔的外部尺寸為256×161×59mm。

10、上述石英管直徑為28mm，高為266.4mm；進(jìn)氣管的直徑為16mm，點(diǎn)火器的尺寸為33×33×63mm。

11、上述進(jìn)氣管為2個，對稱的置于點(diǎn)火器的兩側(cè)。

12、上述水冷室的外部尺寸為88×103×42mm，水冷回路的水管直徑為10mm。

13、本發(fā)明的有益之處在于：

14、本發(fā)明的一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置，利用反應(yīng)腔高效反射和傳導(dǎo)微波，使得微波能量在腔體內(nèi)集中且分布均勻，再利用微波能量，結(jié)合點(diǎn)火器的尖端放電，使得水分子被電離，產(chǎn)生氫氣、氧氣、少量臭氧以及可能的其他副產(chǎn)物氣體，實(shí)現(xiàn)水蒸氣的電解，從而高效地產(chǎn)生氫氣。

15、本發(fā)明的水蒸氣電解制氫裝置，構(gòu)建一個新的微波氣液兩相放電等離子體電解水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低電極損耗和低污染排放，為清潔能源的獲取提供了一種高效、環(huán)保的新途徑，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣泛地適用性。

技術(shù)特征：

1.一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，包括反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔的一端敞口并通過三銷釘調(diào)配器接水負(fù)載環(huán)形器，另一端閉合；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，于所述反應(yīng)腔的閉合端的頂面和底面分別設(shè)有水冷室，內(nèi)置用于冷卻石英管的水冷回路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，所述水負(fù)載環(huán)形器的外部尺寸為182×161×59mm，所述三銷釘調(diào)配器的外部尺寸為228×161×59mm，三銷釘螺母的直徑為30mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔的外部尺寸256×161×59mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，所述石英管直徑為28mm，高為266.4mm；進(jìn)氣管的直徑為16mm，點(diǎn)火器的尺寸為33×33×63mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管為2個，對稱的置于點(diǎn)火器的兩側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸氣電解制氫裝置，其特征在于，所述水冷室的外部尺寸為88×103×42mm，水冷回路的水管直徑為10mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的一種基于微波等離子體反應(yīng)器的水蒸氣電解制氫裝置，包括一端閉合，另一端敞口并通過三銷釘調(diào)配器接水負(fù)載環(huán)形器的反應(yīng)腔；石英管沿縱向穿透反應(yīng)腔的閉合端，其底口設(shè)有通進(jìn)氣管，并設(shè)有點(diǎn)火器；頂口通過冷凝管接氣體回收裝置。其利用反應(yīng)腔高效反射和傳導(dǎo)微波，使得微波能量在腔體內(nèi)集中且分布均勻，再利用微波能量，結(jié)合點(diǎn)火器的尖端放電，使得水分子被電離，產(chǎn)生氫氣、氧氣、少量臭氧以及可能的其他副產(chǎn)物氣體，實(shí)現(xiàn)水蒸氣的電解，從而高效地產(chǎn)生氫氣。其構(gòu)建一個新的微波氣液兩相放電等離子體電解水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低電極損耗和低污染排放，為清潔能源的獲取提供了一種高效、環(huán)保的新途徑，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣泛地適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：何湘,楊永旭,康奧,路成,錢煒帥,陳秉巖,岳江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30