一种使用可回收液体金属试剂用于受控按需就地氢气发生的系统以及该系统中使用的方法

摘要

一种按需受控就地氢气发生的方法，其能够将选自碱金属、碱土金属、由碱金属组成的碱金属合金或混合物、由碱土金属组成的碱土金属合金或混合物以及由至少一种碱金属和至少一种碱土金属组成的金属合金的金属试剂与水的反应制取氢气和包含选自碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物的残留反应产物；并将氢气从残留反应产物中分离；通过在真空条件下加热，将金属试剂液化，得到液态金属试剂；通过金属试剂注入装置(7、8)将液体金属试剂挤出注入到反应器(3)中，同时通过注水系统(13、14、15)对应于液体金属试剂量向反应器(3)注入化学计量的水，使反应器(3)内部的受控金属试剂/水的比率得以保持；将氢气和残留反应产物从反应器(3)转移到分离装置(4、18)；将氢气从残留反应产物中分离；将分离出的氢气转移到氢气接收装置(5)，将残留反应产物转移到金属氢氧化物接收装置(6)，从而通过在系统中有选择地提供真空，使金属试剂注入装置(7、8)、注水系统(13、14、15)、反应器(3)、分离装置(4、18)和氢气接收装置(5)保持无氧。

主权项

一种受控按需就地氢气发生的系统，其包含用于储存第一试剂的第一储存装置(1)；用于储存第二试剂软化水的第二储存装置(2)；使试剂反应发生氢气的反应器(3)，反应器(3)包含试剂进口(3a、3b)和反应器出口(3c)；用于将加热到高于其熔点的第一试剂液流可控注入反应器(3)的注入装置(7，8)；用于将软化水注入反应器(3)注水系统(13、14、15)；连接到反应器出口(3c)用于将氢气从反应器(3)中产生的残留反应产物分离的分离装置(4、18)；以及连接到第一分离装置(4)用于接收从第一分离装置(4)中所提取氢气的氢气接收装置(5)；其特征在于试剂是一种选自碱金属、碱土金属、由碱金属组成的碱金属合金或混合物、由碱土金属组成的碱土金属合金或混合物以及由至少一种碱金属和至少一种碱土金属组成的金属合金或混合物的不含铝的纯金属试剂，残留反应产物包含选自碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物的金属氢氧化物；注入装置(7、8)是用于通过挤出将液态金属试剂的液流可控注入反应器(3)的金属试剂注入装置(7，8)；水注入系统(13、14、15)用于对应于注入反应器(3)的金属试剂量随时注入化学计量的水(优选为液态冷水)，使反应器(3)内部的受控金属试剂/水的比率得以保持；反应器(3)是一个均质反应器；其中进一步包含用于通过选择性地在系统中提供了真空来保持储存装置(1、2)、金属试剂注入装置(7、8)、注水系统(13、14、15)、反应器(3)、分离装置(4、18)和氢气接收装置(5)不含氧气的真空装置(10a、10b、10c)。