1.本发明涉及制氢技术领域，尤其涉及以氢化镁为储氢材料的制氢装置及方法。
背景技术：
2.氢化镁(mgh2)是一种已知的储氢材料,可与水反应产生氢气,并放出大量的热量,化学应方程式如下：
3.mgh2 2h2o
→
mg(oh)2 2h2,
△
h＝-268kj/mol-mgh2
4.上述的产氢方法叫做水解制氢。关于水解制氢有人提出气态-固态反应(gas
–
solid reaction),也就是水蒸气-氢化物水解反应,,从水箱用打水泵将液态水打出,通过加热器,液态水汽化成水蒸气,水蒸气进入反应腔内与氢化镁接触反应产生氢气,再将氢气导入燃料电池即可发电。因为氢化镁水解反应是放热,反应启动后反应腔的温度可维持100℃以上,高温的反应腔不会存在液态水,并且水解反应放出的热量可以加以利用，取代加热器使液态水汽化成水蒸气；
5.在专利申请us2016/0023897a1中，氢化镁粉末颗粒直径＜50μm，堆填密度0.4-0.7g/cm3，为使反应腔获得较高的能量密度，通常对反应腔内燃料采取压实处理。氢化镁堆填密度较低时，水蒸气及氢气在填料中具有良好的渗透性；当堆填密度较高时，气体的渗透性将显著变差，不利于水蒸气在反应腔内的分布和氢气的流出，反应的转化率和产氢速率降低；氢化镁填料渗透性变差容易导致反应腔内气体积累以致压力骤增，导致反应腔破裂，高温氢气接触空气引发燃烧，引起爆炸事故；因此，针对上述技术中存在的技术问题，本技术提出了一种以氢化镁为储氢材料的制氢装置及方法。
技术实现要素：
6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的以氢化镁为储氢材料的制氢装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：以氢化镁为储氢材料的制氢装置，包括底板、设于底板顶部一侧的储氢罐、安装在储氢罐顶部开口处的罐盖、设于底板顶部一侧的水箱和设于水箱顶部的蒸汽发生器，所述储氢罐的一侧壁上连通设有出气管，所述储氢罐内部设有两组拼接在一起用于储氢材料存放的固定架，每组所述固定架上安装有多层水平放置的承托板，所述承托板上堆放有多块氢化镁环块，所述承托板的顶面设有用于氢化镁环块放置限位的导气组件；所述储氢罐的另一端设有外端封闭的进汽管，所述蒸汽发生器上的进水管贯穿至水箱内部下端；且所述蒸汽发生器的出汽端与进汽管固定连通，且所述进汽管位于储氢罐内部的管体上固定连通设有增湿箱，所述增湿箱的内部设有用于水蒸汽二次加湿的增湿组件。
8.优选地，所述导气组件包括开设在承托板顶面中部的过气槽、水平安装在过气槽顶部的通气网板和竖向固定设于通气网板顶面中部的导气筒，所述导气筒的外壁上等距开设有多个通气孔，所述导气筒的底端贯穿出承托板的底面外，且所述导气筒的底端为缩颈
状管体结构。
9.优选地，所述导气筒的通气孔内部塞设有碳布块，所述导气筒的内壁上设有一层多孔保温套。
10.优选地，所述固定架下方的储氢罐内底面上设有集流扁箱，所述固定架最下方承托板上的导气筒底端与集流扁箱的进入端固定连通；所述集流扁箱的底部设有多根延伸出储氢罐外部的排氢阀管。
11.优选地，所述增湿组件包括固定连接在进汽管内端上部的主管、固定连通在进汽管内端下部的支管和水平固接在增湿箱中部内的阻流板；所述支管的内端向下弯折为l型状的管体结构；且所述增湿箱下部内灌注有水体；所述支管的底端出口位于下部的水体中；所述增湿箱的一侧壁上部开设有出汽弧口，所述出汽弧口中安装有防护网板。
12.优选地，所述阻流板的顶面等距开设有多个圆锥台柱状的阻流孔。
13.优选地，所述固定架四角的架体上均开设有用于承托板固定的定位槽，所述定位槽内部竖向固接有导向杆，所述承托板四角均固接有套管，所述套管活动套接在导向杆上，且所述导向杆的上部杆体上开设有外螺纹，所述导向杆的顶端套接有压紧螺母，且压紧螺母下方的导向杆上活动套接有用于最上方承托板压紧的定位环板。
14.本发明还提出了以氢化镁为储氢材料的制氢装置的使用方法，包括以下步骤：
15.s1，首先将蒸汽发生器通过导线与外部控制设备电性连接，并打开罐盖将固定架放置在储氢罐内部，接着先安装最下方的承托板，并在所安装的承托板的顶部安装通气网板，然后在通气网板的顶部安装导气筒，并且最下方的承托板上安装多块氢化镁环块；
16.s2，在对于最下方的承托板上放置好一部分的氢化镁环块之后，接着在两个固定架上均安装第二层的承托板，接着同样在第二层的承托板安装导气组件，并在第二层的承托板上安装码垛起来的氢化镁环块，最后安装固定架上安装第三层的承托板，并对第三层的承托板通过压紧螺母与定位环板的配合，对第三层的压紧螺母进行限位固定，此时第一层承托板上的导气筒顶端与第二层承托板上的导气筒底端对接；
17.s3，接着关闭储氢罐顶部开口处的罐盖，接着启动蒸汽发生器从水箱内部抽取水体，并转换成高压水蒸汽，通过蒸汽发生器上水蒸汽供送入进汽管内部，进而使水蒸汽通过进汽管进入增湿箱内部，当进汽管中的主管排出水蒸汽时，此时进入增湿箱上部内的水蒸汽会穿过防护网板直接进入储氢罐内部对氢化镁环块进行反应在水蒸汽与与块状氢化镁填料层接触发生反应产生氢气；
18.s4，当进汽管中的水蒸汽通过支管排入增湿箱的下部水体中时，水蒸汽会与增湿箱内部的水体进行二次混合增湿的作用，便于对增湿箱下部内的水体形成水蒸汽，进而提高部分水蒸汽的含水量，在增湿箱下部内的水蒸汽上升时，在其从阻流板通过时，能够起到降速的作用，便于使下部的水蒸汽对上部的水蒸气起到推送的作用；
19.s5，在水蒸气进入储氢罐内部之后，会与内部堆放的氢化镁环块进行反应，并且在通气网板作用下，便于避免与承托板顶面接触的氢化镁环块得不到与水蒸汽之间的反应，有利于水蒸气到达氢化镁环块各部位并与其充分接触反应，达到高效产氢的效果，同时氢气从填料间逸出的更加通畅，以防储氢罐因局部反应剧烈出现压力骤增的情况；接着储氢罐内部的氢气通过通气孔进入导气筒内部，通过在通气孔内部所设置的碳布块以及导气筒内壁上的多孔保温套，由于多孔保温套和碳布块这些棉状物不是绝对的封闭物,可通透氢
气的路径多且路径大,便于对氢化镁粉末进行压制处理，有利于氢气的逸出和对mgh填料的阻拦。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过承托板与导气组件和增湿组件的配合，便于对储氢罐内部堆放的氢化镁环块进行充分且快速的生成氢气反应，并且在通气网板作用下，便于避免与承托板顶面接触的氢化镁环块得不到与水蒸汽之间的反应，有利于水蒸气到达氢化镁环块各部位并与其充分接触反应，达到高效产氢的效果，同时氢气从填料间逸出的更加通畅，以防储氢罐因局部反应剧烈出现压力骤增的情况；有利于氢气的逸出和对mgh2填料的阻拦。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
22.图1为本发明的主视结构示意图；
23.图2为本发明的主视结构剖视图；
24.图3为本发明的导气筒结构剖视图；
25.图4为本发明的增湿箱结构剖视图。
26.图中序号：1、储氢罐；2、罐盖；3、水箱；4、蒸汽发生器；5、出气管；6、固定架；7、承托板；8、通气网板；9、导向杆；10、导气筒；11、氢化镁环块；12、通气孔；13、压紧螺母；14、进汽管；15、增湿箱；16、主管；17、支管；18、防护网板；19、阻流板；20、碳布块；21、多孔保温套；22、集流扁箱；23、排氢阀管。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.实施例：参见图1-4，以氢化镁为储氢材料的制氢装置，包括底板、设于底板顶部一侧的储氢罐1、安装在储氢罐1顶部开口处的罐盖2、设于底板顶部一侧的水箱3和设于水箱3顶部的蒸汽发生器4，储氢罐1的一侧壁上连通设有出气管5，储氢罐1内部设有两组拼接在一起用于储氢材料存放的固定架6，每组固定架6上安装有多层水平放置的承托板7，承托板7上堆放有多块氢化镁环块11，承托板7的顶面设有用于氢化镁环块11放置限位的导气组件；储氢罐1的另一端设有外端封闭的进汽管14，蒸汽发生器4上的进水管贯穿至水箱3内部下端；且蒸汽发生器4的出汽端与进汽管14固定连通，且进汽管14位于储氢罐1内部的管体上固定连通设有增湿箱15，增湿箱15的内部设有用于水蒸汽二次加湿的增湿组件；本发明通过承托板7与导气组件和增湿组件的配合，便于对储氢罐1内部堆放的氢化镁环块11进行充分且快速的生成氢气反应，并且在通气网板8作用下，便于避免与承托板7顶面接触的氢化镁环块11得不到与水蒸汽之间的反应，有利于水蒸气到达氢化镁环块11各部位并与其充分接触反应，达到高效产氢的效果，同时氢气从填料间逸出的更加通畅，以防储氢罐1因局部反应剧烈出现压力骤增的情况；接着储氢罐1内部的氢气通过通气孔12进入导气筒10内部。
29.在本发明中，导气组件包括开设在承托板7顶面中部的过气槽、水平安装在过气槽
顶部的通气网板8和竖向固定设于通气网板8顶面中部的导气筒10，导气筒10的外壁上等距开设有多个通气孔12，导气筒10的底端贯穿出承托板7的底面外，且导气筒10的底端为缩颈状管体结构；导气筒10的通气孔12内部塞设有碳布块20，导气筒10的内壁上设有一层多孔保温套21，通过在通气孔12内部所设置的碳布块20以及导气筒10内壁上的多孔保温套21，由于多孔保温套21和碳布块20这些棉状物不是绝对的封闭物,可通透氢气的路径多且路径大,便于对氢化镁粉末进行压制处理，有利于氢气的逸出和对mgh2填料的阻拦。
30.在本发明中，固定架6下方的储氢罐1内底面上设有集流扁箱22，固定架6最下方承托板7上的导气筒10底端与集流扁箱22的进入端固定连通；集流扁箱22的底部设有多根延伸出储氢罐1外部的排氢阀管23。增湿组件包括固定连接在进汽管14内端上部的主管16、固定连通在进汽管14内端下部的支管17和水平固接在增湿箱15中部内的阻流板19；支管17的内端向下弯折为l型状的管体结构；且增湿箱15下部内灌注有水体；支管17的底端出口位于下部的水体中；增湿箱15的一侧壁上部开设有出汽弧口，出汽弧口中安装有防护网板18；阻流板19的顶面等距开设有多个圆锥台柱状的阻流孔，提高对于水蒸汽的增湿效果，进而提高与氢化镁反应生成氢气的高效性。
31.在本发明中，固定架6四角的架体上均开设有用于承托板7固定的定位槽，定位槽内部竖向固接有导向杆9，承托板7四角均固接有套管，套管活动套接在导向杆9上，且导向杆9的上部杆体上开设有外螺纹，导向杆9的顶端套接有压紧螺母13，且压紧螺母13下方的导向杆9上活动套接有用于最上方承托板7压紧的定位环板，便于对承托板7定位操作。
32.工作原理：在本实施例中，本发明还提出了以氢化镁为储氢材料的制氢装置的使用方法，包括以下步骤：
33.步骤一，首先将蒸汽发生器4通过导线与外部控制设备电性连接，并打开罐盖2将固定架6放置在储氢罐1内部，接着先安装最下方的承托板7，并在所安装的承托板7的顶部安装通气网板8，然后在通气网板8的顶部安装导气筒10，并且最下方的承托板7上安装多块氢化镁环块11；
34.步骤二，在对于最下方的承托板7上放置好一部分的氢化镁环块11之后，接着在两个固定架6上均安装第二层的承托板7，接着同样在第二层的承托板7安装导气组件，并在第二层的承托板7上安装码垛起来的氢化镁环块11，最后安装固定架6上安装第三层的承托板7，并对第三层的承托板7通过压紧螺母13与定位环板的配合，对第三层的压紧螺母13进行限位固定，此时第一层承托板7上的导气筒10顶端与第二层承托板7上的导气筒10底端对接；
35.步骤三，接着关闭储氢罐1顶部开口处的罐盖2，接着启动蒸汽发生器4从水箱3内部抽取水体，并转换成高压水蒸汽，通过蒸汽发生器4上水蒸汽供送入进汽管14内部，进而使水蒸汽通过进汽管14进入增湿箱15内部，当进汽管14中的主管16排出水蒸汽时，此时进入增湿箱15上部内的水蒸汽会穿过防护网板18直接进入储氢罐1内部对氢化镁环块11进行反应在水蒸汽与与块状氢化镁填料层接触发生反应产生氢气；
36.步骤四，当进汽管14中的水蒸汽通过支管17排入增湿箱15的下部水体中时，水蒸汽会与增湿箱15内部的水体进行二次混合增湿的作用，便于对增湿箱15下部内的水体形成水蒸汽，进而提高部分水蒸汽的含水量，在增湿箱15下部内的水蒸汽上升时，在其从阻流板19通过时，能够起到降速的作用，便于使下部的水蒸汽对上部的水蒸气起到推送的作用；
37.步骤五，在水蒸气进入储氢罐1内部之后，会与内部堆放的氢化镁环块11进行反应，并且在通气网板8作用下，便于避免与承托板7顶面接触的氢化镁环块11得不到与水蒸汽之间的反应，有利于水蒸气到达氢化镁环块11各部位并与其充分接触反应，达到高效产氢的效果，同时氢气从填料间逸出的更加通畅，以防储氢罐1因局部反应剧烈出现压力骤增的情况；接着储氢罐1内部的氢气通过通气孔12进入导气筒10内部，通过在通气孔12内部所设置的碳布块20以及导气筒10内壁上的多孔保温套21，由于多孔保温套21和碳布块20这些棉状物不是绝对的封闭物,可通透氢气的路径多且路径大,便于对氢化镁粉末进行压制处理，有利于氢气的逸出和对mgh2填料的阻拦。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。