Метод за получаване на водород

Членка Образователна институция за висше професионално образование Обнинск държавен технически университет за АЕЦ (OIATE) (RU)

Настоящото изобретение се отнася до областта на водород енергия. Водородът се получава чрез третиране на магнезий и / или алуминий или магнезиева сплав с магнезиев на алуминий от 40% воден разтвор на натриев метасиликат или воден разтвор на алуминиев сулфат, или воден разтвор на меден сулфат. Изобретението се намалява консумацията на енергия и засилване на процеса.

Понастоящем, повечето от водород, произведени в индустриален мащаб е получен от изкопаеми горива - метан, въглища, дърво и т.н. Основният процес е пара метан риформинг на. В реакцията на гориво с водна пара или въздух, произведени синтетичен газ - смес от въглероден окис и водород, който след това се освобождава водород. Въпреки това, ограничения екологични процеси за производство на водород от изкопаеми горива стимулират търсенето и развитието на производствените процеси на водород от вода.

За производството на водород от вода електролиза, голямо внимание се отделя на процеси на термолиза, радиолизата, хидролиза, пиролиза, [1]. За да се подобри ефективността на разлагане на водата на водород се предлага да се използват различни каталитични процеси, по-специално с използване на катализатори на основата на платина метали от групата на [1, 2]. Възможностите за използване на различни химични реакции за производство на водород, например чрез взаимодействие на алуминий с разтвор на натриев хидроксид [3]. Съгласно патента [4], водород в система алуминий кислород вода се получава в реактор под налягане чрез непрекъснато подаване на суспензия на алуминиев прах във вода при температура от 220-900 # x000B0 С и налягане от 20-40 МРа; пара и газ от реактора се подава към кондензатора, тя се извежда от водород и алуминиев хидроксид или алуминиев оксид - към утаител суспензия. От техническа сложност на производство на водород от вода от термолизата е илюстрирано от патента [5]. Водата се загрява до температурата на разлагане да се получи реакционна смес от дисоциирани вода, съдържащ кислород газ и водород. След това, реакционната смес се образува вихър, който излага на реакционната смес до центробежните сили, насочени по оста на вътрешното пространство на реактора вортекс тръба, така че вътрешното пространство на реактора се осъществява радиален стратификация на водород газ и кислород газ. От тази реакционна смес, екстракция на водород газ се извършва в отдалечени места по протежение на надлъжната ос на вътрешното пространство на реактора завихрящата тръба.

Разглеждането на тези и други патенти показва, че предложените методи вода разлагане на водороден vysokoenergozatratnymi са технически сложни, скъпи, неефективни и не обещаващи за практически приложения [1-5].

Най-близко по техническа същност до претендирания метод е метод за производство на водород хидролитично Полученият поток на реакцията на алуминий с разтвор на натриев хидроксид, както е описано в [3].

Въпреки това, този метод има няколко недостатъка: контрол на процеса е необходимо да се охлади реакционната смес до 100 # x000B0 С, протича поколение водород в тесен диапазон (20-22%) оптималните стойности от разтвора на алуминат.

Задачата на изобретението е да се намали консумацията на енергия и засилване на процеса на производство на водород.

Посочената задача се постига чрез метод за производство на водород, в които магнезий и / или алуминий или магнезиева сплав с магнезиев на алуминий се третира с 40% воден разтвор на натриев метасиликат или воден разтвор на алуминиев сулфат, или воден разтвор на меден сулфат.

Образуването и отделянето на водород газ по време на процеса на производство на водород се извършва спонтанно при стайна температура. Когато температурата се повишава до 100 # x000B0; Тъй като скоростта на производството на водород се увеличава с около 10 пъти. Процесът на производство на водород се среща в тези състави за дълго време. Например, в състава на състава на магнезий (36%), алуминий (9%), натриев течност силиций стъкло (55%) при 45 # X000B0; еволюция C водород отнема повече от 30 дни при постоянна скорост.

Този метод произвежда водороден газ, в резултат на обемно разширение на вода с малко или никакво отделяне на токсични продукти. За изпълнение на метода използва наличен и евтин метални и неорганични реагенти, произведен в търговската в големи количества.

Липса на енергийните разходи при производството на водород при стайна температура и малък разход на енергия при високи температури посочва перспективите за практическото приложение на предложения метод за производство на водород, чрез химическо разграждане на вода. Например, производство на водород, чрез този метод може да се използва системи утилизатор вода на топлинни и атомни електроцентрали.

Съставите са химически безопасни реагенти за тяхното използване може да се съхранява за дълъг период от време (месеци, години) без нарушаване на първоначалните качества.

За технологичния процес за получаване на газообразен водород при използване на предложените формулировки на съставите не изисква използването на скъпи материали и сложна апаратура.

Следват примери на метода за производство на водород.

Пример 1 Към тест част съдържащ магнезий и магнезиева сплав с алуминий в съотношение 50%: 50% маса от 17 грама се прибавя на порции към разтвор на натриев стъкло капчици течност, която е 40% воден разтвор на натриев метасиликат сол на силициева киселина 17 тегл г а. съставът се приготвя чрез смесване и shtykovaniem смес в продължение на 10-15 минути, докато равномерно разпределение на метални компоненти в стъклото на вода. Оценките за равномерно разпределение на компонентите се извършват визуално да се постигне желаната консистенция на състава. Полученият състав се поставя в стъклена колба от 250 мл, който чрез газова тръба и запечатване на вода се присъедини с измерената стъклен цилиндър. От състава на газа се освобождава със скорост # X002DC; 1 мл / мин в продължение на повече от 10 дни. Отделеният газ се идентифицира като водород (горене в природата).

Пример 2 За да благополучно метал, съдържащ магнезий и магнезиева сплав с алуминий в съотношение от 50%. 50%, масата на седемнайсетграм се прибавя на порции към капчиците течност натриев стъкло маса седемнайсетграм Получаване на компоненти за формулиране оценка еднаквост се извършва съгласно пример 1. Стъкло 250-милилитрова колба с пробата се инкубира при 45 # x000B0 С. При тази температура скоростта на отделянето на водород е # X002DC; 2.5 мл / мин.

Пример 3 Към метал теглич, съдържащ магнезий (36%) и алуминий (9%), се прибавя натриев течност силиций стъкло (55%). 50 Тегло на пробата Друг експеримент се провежда, както е описано в Пример 2. Изолиране на постъпления водород при 45 # x000B0 С в продължение на повече от 30 дни при постоянна скорост (# x002DC; 40 мл / ден).

Пример 4 Към метал теглича съдържащ магнезий и магнезиева сплав с алуминий в съотношение 50%: 50% маса от 17 грама се добавя течен натриев стъкло състав съгласно пример 1 32 тегл г Получаване на компоненти за формулиране оценка разпределение еднаквост се осъществява, както е описано инча пример 1, и след това стъклена колба от 250 мл с пробата се инкубира при 90 # x000B0 С. Първоначалната скорост на отделянето на водород е 60 мл / мин, след това скоростта се намалява до 10 мл / мин. За пъти по-голяма от 40 минути, скоростта на освобождаване е 1,5 мл / мин и остава постоянен за дълго време.

ПРИМЕР 5 Към благополучно алуминий тегло 7грам се прибавя 14 г 40% воден разтвор на стъкло течен натриев силикагел (натриев метасиликат). При стайна температура в продължение на първите 60 минути на скорост водород еволюция е -1,5 мл / мин, след това скоростта се намалява до 0.3 мл / мин. отделянето на водород се извършва в рамките на два дни.

Пример 6. Чрез такелаж метал, съдържащ магнезий и магнезиева сплав с алуминий в съотношение 50%: 50%, се прибавят 3 г меден сулфат тегло претегля 3 грама и 20 мл вода (дестилат). Друг експеримент се провежда, както е описано в пример 1. При стайна температура начална скорост на отделянето на водород е - 20 мл / мин. След това, скоростта на водород поколение се намалява до -10 мл / мин и се поддържа постоянна в продължение на 24 часа.

Пример 7. Към претегля част от магнезий се прибавя 3 г меден сулфат претегля 3 грама и 40 мл вода (дестилат). Друг експеримент се провежда, както е описано в пример 1. При стайна температура начална скорост на отделянето на водород е 20 мл / мин, с течение на времето на скоростта постепенно намалява и през следващите 120 минути намалява до # X002DC; 2.5 мл / мин.

Пример 8. Към претегля част на метала, съдържащ магнезий и магнезиева сплав с алуминий в съотношение 50%: 50%, 3 грама на алуминиев сулфат се добавя проба от 3 грама и 20 мл вода (дестилат). Друг експеримент се провежда, както е описано в Пример 1. при стайна температура в продължение на първите 10 минути на скорост водород еволюцията е # X002DC; 20 мл / мин. През следващите 120 минути процент на водород намалява до # X002DC; 2.5 мл / мин.

Пример 9 Към претегля част от магнезий се прибавя 3 г алуминиев сулфат претегля 3 грама и 20 мл вода (дестилат). Друг експеримент се провежда, както е описано в Пример 1. при стайна температура в продължение на първите 10 минути на скорост водород еволюцията е # X002DC; 30 мл / мин. През следващите 60 минути скоростта на водород намалява до # X002DC 4 мл / мин.

4. България патент №2223221.

Метод за производство на водород, характеризиращ се с това, че магнезий и / или алуминий или магнезий сплав с магнезиев на алуминий се третира с 40% воден разтвор на натриев метасиликат или воден алуминиев сярна киселина, или воден разтвор на меден сулфат.