[发明专利]一种用于去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽的装置

说明书

本发明公开了一种用于去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽的装置，所述装置包括甲酸制氢反应器系统、气体管路系统、碳酸钠容器、水汽分离器；本发明采用碳酸钠颗粒去除甲酸制氢产物中微量的甲酸，采用水汽分离器去除甲酸制氢产物中微量的水汽，可以减轻气体产物对设备及管路的腐蚀，提高设备的工作效率。

技术领域

本发明涉及涉及氢气制备技术领域，具体涉及一种用于去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽的装置。

背景技术

人类社会日益增长的能源需求和化石能源的快速消耗导致的能源危机和环境问题促使人们去寻找新型的可再生能源。而氢气以其高热值，燃烧产物为无污染的水等特点，逐渐受到了人们的关注，特别是以氢燃料电池为主的供能方案是未来社会取代化石燃料，实现可持续发展的方向。但是，氢气的主要缺点是密度低，常规的高压和液化方法对设备要求高，耗能较高，同时在输运过程中存在着成本和安全性问题。因此有效的储存方案是实现未来氢能经济发展的关键因素。

化学储氢是通过共价键的形式把氢原子固定在固态或者液态的化合物载体中，其中氢的释放是由载体的热分解或催化分解触发的。常见的化学载体是甲酸分子(HCOOH)。甲酸在常温常压下是一种无色、有刺激性气味的液体，在催化剂的存在下，可以分解为氢气和二氧化碳。其液体性质和低毒性使得甲酸在作为化学氢载体方面备受关注，科学家开发了多种催化剂以提高甲酸的催化分解效率，从而使其成为高效的氢能源储存和释放载体。

目前，制氢方法主要有两种：一、绝大部分氢是从石油、煤炭和天然气中制取，这种方法需要消耗本来就很紧缺的矿物燃料；二、约有4％的氢是用电解水的方法制取，这种方法消耗电能大，很不划算。随着技术的进步，采用甲酸制氢的技术渐渐得到发展，其能减少化工生产中的能耗和降低成本，并有望替代电能消耗特别大的电解水制氢工艺。

但是对于甲酸制氢反应器来说，甲酸在催化剂的作用下，发生分解反应，生成氢气和二氧化碳。反应方程如下：HCOOH→CO₂+H₂，反应生成H₂和CO₂。但由于催化剂是以水溶液的形式加入，反应生成的混合气体会带出一些未反应的甲酸和水汽，会影响到后续产品使用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽的装置，以去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽，减少对后续设备的腐蚀和破坏。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于去除甲酸制氢反应产物中的微量甲酸和水汽的装置装置包括甲酸制氢反应器系统、气体管路系统、碳酸钠容器、水汽分离器；

甲酸制氢反应器系统包括甲酸储存容器、甲酸输送泵、换热器、裂解反应器；所述裂解反应器包括反应器本体和出气口，所述反应器本体用于容纳裂解反应所需要的液态催化剂；所述出气口用于将裂解反应制取的混合气体输出；

所述气体管路系统包括压力传感器，背压阀和气体管路；

所述气体管路一端与出气口连通，另一端依次与换热器、碳酸钠容器、水汽分离器连通；

所述换热器设置于甲酸输送泵与裂解反应器之间，在所述换热器中低温的甲酸与所述裂解反应器输出的高温混合气体进行换热，使甲酸温度升高，混合气体温度降低；降温后的混合气体进入碳酸钠容器。

进一步地，所述压力传感器、背压阀安装在裂解反应器外的气体管路上。

进一步地，所述碳酸钠容器为圆柱体或者长方体。