[发明专利]一种级联式液态有机储氢系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种级联式液态有机储氢系统及控制方法，包括N(N﹥2)个反应罐通过管道级联而成，反应罐1的顶部连接有三通阀A；每个反应罐的顶部至底部之间连接有氢气循环泵、氢气浓度传感器、三通阀、氢气分配器、氢气流量传感器、和氢气压力传感器；氢气分配器通过高压氢气阀连接有高压氢气管道；从反应罐1始在先反应罐底部至在后反应罐顶部之间连接有LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器、LOHC流量传感器和LOHC循环泵；反应罐N的底部至三通阀A之间连接有LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器、LOHC流量传感器、三通阀B和LOHC循环泵。本发明系统的储氢效率高、能耗低。

技术领域

本发明属于电解水制氢及液态有机储氢领域，涉及一种级联式液态有机储氢系统及控制方法。

背景技术

目前，液态有机储氢加氢技术都是采用传统的化工反应器，一次性把贫氢液态有机储氢材料(LOHC)、催化剂和氢气加足，然后等待加氢反应完成。该方法的缺点是刚开始阶段氢气存储很快，但是随着液态有机储氢材料氢含量浓度的慢慢提升，氢气存储越来越慢，存储效率很低，而且会浪费氢气；在加氢之前须对液态有机储氢材料进行加温预热，而在加氢过程中需要降温吸收液态有机储氢材料释放的热量，浪费了很多能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种级联式液态有机储氢系统及控制方法，具有对液态有机储氢材料的储氢效率高、能耗低的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种级联式液态有机储氢系统，包括不少于2个的反应罐通过管道级联而成，每个反应罐均分别设置温度传感器T和多层催化床，温度传感器T设置在多层催化床上，位于系统起始端的反应罐的顶部通过管道连接有三通阀A；

每个反应罐的顶部至底部之间通过管道依次连接有氢气循环泵、氢气浓度传感器、三通阀、氢气分配器、氢气流量传感器、和氢气压力传感器；氢气分配器通过高压氢气阀连接有高压氢气管道；

从位于系统起始端的反应罐始，在先的反应罐的底部至在后的反应罐的顶部之间通过管道依次连接有LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器、LOHC流量传感器和LOHC循环泵，连接至位于系统末端的反应罐的顶部；

位于系统末端的反应罐的底部至三通阀A之间通过管道连接有LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器、LOHC流量传感器、三通阀B和LOHC循环泵。

本发明的特点还在于：

与每个反应罐相连的氢气浓度传感器、氢气流量传感器、氢气压力传感器、LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器和LOHC流量传感器均与控制器相连，控制器分别和与每个反应罐相连的氢气循环泵、三通阀、高压氢气阀、LOHC循环泵和温度传感器T相连，控制器还与三通阀A和三通阀B相连。

每个反应罐的顶部至底部之间相连的管道系统为氢气循环系统。

从位于系统起始端的反应罐始，在先的反应罐的底部至在后的反应罐的顶部之间相连的管道系统为LOHC循环系统。

多层催化床呈微孔网状结构。

一种级联式液态有机储氢系统的控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤a：控制器接收与每个反应罐相连的氢气浓度传感器、氢气流量传感器、氢气压力传感器、LOHC浓度传感器、LOHC温度传感器、LOHC压力传感器、LOHC流量传感器的信息；

步骤b：控制器将步骤a接收到的信号相结合，进行多目标优化算法；