[发明专利]一种利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法

权利要求书

1.一种利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，先制备冰粉，然后使用丙烷气体与冰粉在制备丙烷水合物，再向丙烷水合物中通入氢气形成氢气/丙烷二元水合物而实现水合储氢。

2.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，丙烷水合物生成过程为：使冷浴降温至丙烷水合物生成所需温度-3℃至-5℃，将装有冰粉的反应釜装入冷浴中，待到釜内温度稳定后向反应釜中充入丙烷气体至所需压力0.3MPa至0.36MPa；1至2小时后，反应釜内压力出现下降，温度开始上升，说明丙烷水合反应开始，待到釜内压力趋于平稳，温度恢复至冷浴温度，说明釜内生成丙烷水合物。

3.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，氢气/丙烷二元水合物生成过程为：先将体系温度降至氢气水合物生成所需温度‐8℃至‐20℃，再向已形成丙烷水合物的反应釜内充入氢气至所需压力8MPa至11MPa；待到釜内压力开始降低，温度出现上升的情况下说明氢气开始水合反应，0.5至4小时后压力下降后且趋于平稳，说明反应釜内有氢气/丙烷水合物生成完成。

4.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，反应釜在装入冰粉前放入冷冻室内进行预冷以防止反应釜温度过高导致冰粉融化。

5.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，向反应釜中加入丙烷气体及氢气之前需要将待用气体经过预冷却；预冷丙烷气体有助于防止过热丙烷气体将反应釜中冰粉融化；预冷氢气有助于避免过热氢气使反应釜中预先生成的丙烷水合物分解而影响效果，这有助于提高准确度。

6.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，在生成丙烷水合物后通入氢气前将高压反应釜内丙烷气体排出，再通入氢气。

7.根据权利要求1所述利用丙烷水合物粉末进行水合储氢的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)冰粉的制备:

先将去离子水放入冰柜内进行冷冻，待去离子水凝固形成冰块后在碎冰机中打碎，再将其研磨成冰粉；

(2)丙烷水合物的制备

首先对温度和压力传感器进行检验和校准，然后使用去离子水清洗反应釜，室温晾干，将反应釜放入冷柜中预冷，进行整套反应装置的气密性检查；与此同时启动恒温槽，将恒温槽的温度降至‐15℃，并维持30分钟，使恒温槽内的温度分布达到均匀和稳定，将研磨后的冰粉装入反应釜中；再将恒温槽温度升至丙烷水合物生成所需温度‐3℃至‐5℃，同时打开数据采集仪和计算机，对温度和压力进行跟踪记录，数据记录间隔为10秒；抽真空，以除去釜内大部分空气；待反应釜内达到要求的真空度后，关闭真空泵管路，用丙烷气吹扫釜内，进一步除去釜内残留的空气，然后关闭所有阀门，再打开丙烷气瓶阀门，开始稳定进气直到釜内压力稳定在所需压力0.3MPa至0.36MPa，关闭进气阀门，反应釜内的温度出现波动上升、压力开始降低，说明丙烷水合物开始生成，当记录的反应釜内温度和压力再次达到平衡后，认为丙烷水合反应已经结束；

(3)生成氢气水合物

先将恒温槽温度降至氢气水合物生成所需温度‐8℃至‐20℃，再向已形成丙烷水合物的反应釜内充入氢气至所需压力8MPa至11MPa，待到釜内压力开始降低，温度出现上升的情况下说明氢气开始水合反应，经过0.5至4小时压力下降后且趋于平稳，说明生成氢气/丙烷水合物，停止操作，导出数据；

(4)计算水合物储氢量

通过计算消耗的氢气的量与之前生成的丙烷水合物的量之间的比值可以得到水合物储氢量；

公式如下：

式中，

代表初始时间反应釜中氢气的量(单位为mol)，代表反应结束时间反应釜中氢气的量。对于的计算可以通过丙烷气体消耗量计算出丙烷水合物的生成量，再通过sⅡ型水合物分子式计算出丙烷水合物中水分子的量。