[实用新型]一种铁粉制氢反应炉及装置

说明书

本实用新型涉及一种铁粉制氢反应炉及装置，其中，铁粉制氢反应炉为卧式反应炉，包括圆筒形炉体，炉体具有进气端和出气端，进气端设有含氧蒸汽进口和磁铁粉排出口，出气端设有铁粉进口和氢气出口，炉体内安装有转轴，转轴与炉体之间密封设置，转轴上安装有沿轴向方向间隔开的多组叶片，组与组之间的叶片位置错开一角度，每组叶片包括沿周向间隔开的多个平板式叶片，平板式叶片上密布孔；炉体内还安装有靠近进气端的电加热器。铁粉制氢装置包括至少一个反应炉、铁粉原料罐、磁铁粉收集罐、供水罐、液氧罐、液氧气化器、水泵、雾化器、换热器和吸附过滤器。本实用新型体积小,用在潜艇上，每小时生产300方的装置需要的体积只有3立方米。

技术领域

本实用新型涉及一种铁粉制氢反应炉及装置。

背景技术

目前制取氢气的主要方法有：

1.电解水制氢

水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。

2.矿物燃料制氢

以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。

A.以煤为原料制取氢气

在我国能源结构中，在今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要能源。煤气化制氢是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化成气体产物。气化剂为水蒸汽或氧所(空气)，气体产物中含有氢有等组份，其含量随不同气化方法而异。但是此方法投资大，污染物排放量大，耗水大，适合大规模氢气生产。

B.以天然气或轻质油为原料制取氢气

该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。反应在800-820℃下进行。有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％(体积)，其生产成本主要取决于原料价格，我国轻质油价格高，制气成本贵，采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料，催化水蒸汽转化制氢的工艺。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。

在军用潜艇的AIP(空气隔绝推进系统)解决方案之一，氢燃料电池能够让潜艇长时间在水下航行不用换气，综合各种因素，各国都把燃料电池视为比较理想的潜艇的AIP系统。但是氢的供应和储存也是急需解决的关键，目前日本采用压力700BAR储氢系统，储存量不大，危险性高；德国开发了固体氢气储备技术，采用昂贵的金属铂钯，只能是实验室装置，无法大规模应用；存储量比较大的是液态氢，比如运载火箭这种极端要求下就是这样的。但液态氢也是密度很小的液体，要求存储罐体积很大，并且低温对存储罐的材料、加工要求很高，在潜艇里也无法使用。

发明内容

本实用新型旨在提供一种铁粉制氢反应炉及装置，以解决目前潜艇中氢的供应和储存问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

根据本实用新型第一方面，提供了一种铁粉制氢反应炉，其特征在于：所述铁粉制氢反应炉为卧式反应炉，包括圆筒形炉体，所述炉体具有进气端和出气端，所述进气端设有含氧蒸汽进口和磁铁粉排出口，其中所述含氧蒸汽进口位于所述炉体顶部，且所述磁铁粉排出口位于所述炉体底部，所述出气端设有铁粉进口和氢气出口，所述铁粉进口位于所述炉体中下部，所述氢气出口位于所述炉体顶部，所述炉体内安装有转轴，所述转轴与所述炉体之间设置密封，所述转轴上安装有沿轴向方向间隔开的多组叶片，组与组之间的叶片位置错开一角度，每组叶片包括沿周向间隔开的多个平板式叶片，所述平板式叶片上密布孔；所述炉体内还安装有靠近进气端的电加热器。

进一步地，所述平板式叶片包括至少二个支腿和一矩形平板，所述支腿一端焊接于所述转轴，另一端固定于所述平板，所述平板上密布孔。