[发明专利]用于提供氢气的方法、脱氢反应器和运输容器

说明书

本发明涉及一种用于提供氢气的方法，所述方法包括以下方法步骤：预热至少部分氢化的氢载体材料，通过使氢载体材料至少部分地脱氢来释放氢气，净化释放的氢气，以及冷却和调节至少部分脱氢的氢载体材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求德国专利申请DE 10 2016 222 596.0的优先权，其内容通过引用包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于提供氢气的方法、脱氢反应器以及运输容器。

背景技术

由EP 1 475 349 A2已知用于在氢载体材料处存储和释放氢气的方法。

发明内容

本发明的目的是，如此改进对氢气的释放，使得借助稳定的且可在经济的角度下进行的方法可以提高的质量、尤其纯度提供氢气。

该目的通过具有在权利要求1中给出的特征的方法、借助具有在权利要求11中给出的特征的脱氢反应器以及借助具有在权利要求15中给出的特征的运输容器实现。本发明的核心是，如此有利地结合为了提供氢气所需的方法步骤，使得可在稳定且经济的条件下从氢载体材料中释放纯度提高的氢，尤其有机液体，也称液态有机氢载体(LOHC)。根据本发明已经发现，使至少部分氢化的氢载体材料预热对于整个方法都是能量有效的。根据反应条件和装载的氢载体材料，或多或少的完全卸载、即脱氢是可能的。尤其输送的LOHC材料没有被完全脱氢。脱氢度通常在50％和100％、优选在80％和95％之间。在脱氢之后，脱氢度例如在0％和50％之间，但是也可更大。

通过净化释放的氢气，改善氢气的品质、尤其纯度。对至少部分脱氢的氢载体材料的冷却和调节确保在存储和操作氢载体材料时提高安全性。尤其将至少部分脱氢的载体材料冷却到低于60℃、尤其低于50℃且尤其约40℃的目标温度。在该温度下可无危险地可靠操作且存储氢载体材料、尤其LOHC。降低了安全风险。调节尤其包括从氢载体材料中除去物理溶解的剩余氢气。根据本发明的方法尤其在小的设备中也可经济可行的实现。这种小的设备可分散运行。作为小的设备，下面理解为可运输的设备、尤其在运输容器之内运输的设备。这种小的设备具有高于5MW的功率。借助LKW、尤其没有借助船舶、火车或管道运输为小的设备供给氢载体材料。在任何地方以及任何时间都可灵活地在道路上运输氢载体材料。该方法尤其可借助脱氢反应器实现，脱氢反应器可布置在已知的运输容器中。借助运输容器可使脱氢反应器灵活且不复杂地运输给分散设置的使用地并且在此运行。

根据权利要求2所述的预热使得能够有效且直接地输送热量。有利的是，反应物、即，至少部分氢化的氢载体材料借助排出的脱氢产物流被预热。脱氢产物流包括释放的氢气和至少部分脱氢的氢载体材料。在产物流中的潜在热量直接用于预热氢载体材料。提升了该方法的有效性。释放的氢气和至少部分脱氢的氢载体材料在例如在300℃的反应温度下可用。通过使该反应物流直接与至少其中一种反应物流直接接触(尤其呈逆流清洗器或喷射冷凝器形式)，除了用于提高效率的有效热回收以外，也可分离释放的氢气的杂质和/或至少部分脱氢的氢载体材料的杂质。可借助产物流通过直接或间接接触进行预热。通过与释放的氢气或至少部分脱氢的氢载体材料或二者的混合物接触可进行预热。

根据权利要求3所述的对氢气的释放可为特别有利。反应条件有助于有效地释放。

根据权利要求4所述的对释放的氢气的净化是有效的。由此可确保要求的氢气纯度直至99.999％，该纯度尤其被要求用于燃料电池中的氢气或用于食品工业。根据本发明已经认识到，根据释放的氢气之后的使用目的能可变地进行净化。尤其甲烷杂质对于在燃料电池中使用氢气而言相对没有问题。而在燃料电池中使用的氢气中应避免一氧化碳杂质。使用氢气作为燃料气体的碳氢化合物杂质没有问题，其中，碳氢化合物杂质在食品工业中是不可接受的。待分离的杂质可以是固态，液态或气态。杂质例如可以是氢气中气溶胶滴的形式。