[发明专利]一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的降膜反应器

说明书

本发明公开了一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的降膜反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有排气管，所述反应器本体上部的侧壁设有进液孔，所述反应器本体的底部设有排液孔，所述反应器本体内壁涂覆有脱氢反应催化剂，所述反应器本体外壁设有保温夹套；所述反应器本体内在排气管与进液孔之间设有让氢气穿过的除沫器；所述反应器本体内在进液孔与排液孔之间设有液体分布器，所述液体分布器数量为若干个，若干个液体分布器由上至下均匀分布，所述液体分布器为锥形环，所述锥形环大端朝下，锥形环外壁通过悬杆与反应器本体内壁固定连接，且锥形环外壁与反应器本体内壁留有缝隙。本发明能实现气液分离，降低脱氢成本。

技术领域

本发明属于脱氢技术领域，具体涉及一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的降膜反应器。

背景技术

氢能源因具有来源丰富、可再生、能量密度高和燃烧清洁等特点，被认为是为21世纪最具发展潜力的能源。氢能系统主要包括氢源开发、储氢、输氢和氢的利用技术等，其中，储氢是氢能有效利用的关键所在。有机液体储氢技术以其储氢量大、能量密度高、液态储运安全方便等优点引起了很多国家的关注,该技术有望在未来氢能储运中发挥重要作用。

有机液体氢化物储氢是借助某些不饱和的烃类(苯、甲苯、萘等)与氢气的一对可逆反应(脱氢反应和脱氢反应)来实现的。脱氢反应实现氢的储存(化学键合)，脱氢反应实现氢的释放。有机液体氢化物储氢技术具有储氢量大，储存、运输、维护、保养安全方便，便于利用现有储油和运输设备，可多次循环使用等优点。有机液体储氢有两个方向具有应用前景。一是应用于氢燃料电池汽车，汽车在加油站加注环烷烃，在车内脱氢供给给氢燃料电池，芳烃再返回加油站脱氢生产环烷烃，实现循环利用，达到绿色环保的目的。另一个应用就是利用储氢实现能源的跨季节跨地区储存和运输。氢能丰富时，通过芳烃脱氢储存氢气；氢能需求时，通过脱氢工厂脱氢。

现有技术的脱氢反应器在进行脱氢时，会出现返混现象，而降低了产物的纯度，而且进行脱氢后，还需再外加一个气液分离器对氢气进行气液分离处理，增加了脱氢处理的成本。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的降膜反应器，具有连续化生产，压降小，无需外置气液分离器，无轴向返混等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的降膜反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有排气管，所述反应器本体上部的侧壁设有进液孔，所述反应器本体的底部设有排液孔，所述反应器本体内壁涂覆有脱氢反应催化剂，所述反应器本体外壁设有保温夹套；所述反应器本体内在排气管与进液孔之间设有让氢气穿过的除沫器；所述反应器本体内在进液孔与排液孔之间设有液体分布器，所述液体分布器数量为若干个，若干个液体分布器由上至下均匀分布，所述液体分布器为锥形环，所述锥形环大端朝下，锥形环外壁通过悬杆与反应器本体内壁固定连接，且锥形环外壁与反应器本体内壁留有缝隙。

本发明的作用原理：液态氢源材料由进液孔进入到反应器本体内，液态氢源材料沿反应器本体内壁流下，脱氢反应为吸热反应，保温夹套为脱氢反应提供热量，液态氢源材料在指定反应温度下与反应器本体内壁的脱氢反应催化剂涂层发生脱氢反应生成液态储氢载体和氢气，液态储氢载体达到反应器本体底部，由反应器本体底部的排液孔排出反应器本体，产生的氢气经排气管排出反应器本体，由于氢气是从液体状的氢源材料中产出的，可能氢气中会夹带少量的液滴，氢气在排出反应器本体前，氢气先穿过除沫器，夹带在氢气上的液滴会吸附于除沫器之上，从而实现气液分离；而液态氢源材料沿反应器本体内壁流下时，可能会出现溅射或者不均匀的情况，液态氢源材料流经锥形环的外壁面后，被锥形环截留在锥形环外壁，然后从锥形环外壁与反应器本体内壁之间的缝隙流下并与脱氢反应催化剂反应，从而达到液体均匀分布和一定程度上的强化传质的作用，提高反应效率。