[发明专利]一种自热式有机液体脱氢供氢系统及其应用

说明书

本发明公开了一种自热式有机液体脱氢供氢系统，包括氢氧催化燃烧器、脱氢反应器、空气预热器、原料预热器、气液分离器、冷凝器、两个缓冲罐、隔膜泵、离心风机和阀门等；还公开了该应用于有机液体脱氢，为燃料电池供氢：采用氧气、有机液体和脱氢供氢系统内的氢气产物作为原料，对系统进行冷启动，使氢气与氧气按下式发生催化燃烧反反应。本脱氢供氢系统具有自热功能，不需外界供热的条件下就能实现有机液体的脱氢，充分利用了脱氢反应的余热，具有较高的热效率。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种有机液体脱氢与燃料电池供氢装置及其应用。

背景技术

氢是可再生能源，并且是其它可再生能源如太阳能、风能等的可储存能源载体。因其具有绿色无污染、质量能量密度高、可再生、资源丰富等优点，被认为是21世纪的绿色能源，具有极大的应用潜力。世界各国对氢气的生产、储存、运输与应用的研究开展的正如火如荼，以期在未来的技术领域和新能源竞争中占据优势。

然而氢的应用推广还存在许多急需解决的问题，尤其是氢气的储运。氢能工业对储氢的要求总的来说是储氢系统安全、容量大、成本低、使用方便。目前储氢技术中高压气态储存能耗高，更重要的是民众接受心理存在障碍。液化储存损耗率每天为1%～2%，不适用于间歇使用的场合。金属氢化物储氢密度低，且合金易粉化。

有机液体储氢是目前储氢技术的研究热点，具有以下特点：

1，催化加氢、脱氢反应可逆，储氢材料可实现循环使用；

2，储氢密度高，氢化有机液体常温常压储存，运输方便，安全性高；

3，储氢效率高，加氢效率99%以上，脱氢效率在96%以上，周期效率大于94%；

4，脱氢时不产生CO和CO₂等杂质。

有机液体储氢的应用也存在尚未完全解决的难题，关键问题之一是脱氢温度较高，一般在160℃以上，为质子交换膜燃料电池供氢时，需增加供热装置。目前大多采用电加热的方式脱氢，存在能量效率低的严重缺陷。如若以燃气锅炉供热，以天然气为燃料时存在碳排放问题，偏离了绿色无污染的初衷。以氢气为燃料时，存在燃烧温度高、热效率低的缺陷。

专利201510198856.9公开了一种自热式供氢装置，以氢氧催化燃烧供热，脱氢反应器为同心套管结构，内管为催化脱氢反应器，外部套管为氢催化燃烧反应器。氢催化燃烧催化剂涂在内管外壁。因氢氧反应速率极大，该装置存在氢催化燃烧时供热不稳定的缺点，传热不稳定势必造成脱氢反应不稳定。

专利200910174383.3公开了用于氢存储材料的加热系统，将催化燃烧和脱氢集成为一体，同样存在传热不稳定的问题。

以上两个专利未考虑空气的循环使用，空气需求量大导致内耗高。

发明内容

本发明旨在提供一种氢化有机液体脱氢供氢系统，解决有机液体的供热难题。