[发明专利]一种液态储氢载体加氢系统

说明书

本发明提供了一种液态储氢载体加氢系统，包括有机储氢载体缓冲罐、加压泵、换热器、加热器、反应器、气液分离罐、氢气压缩机，有机储氢载体缓冲罐通过管道与加压泵连接，加压泵通过管道连接至换热器的第一进口，氢气压缩机通过管道连接在加压泵与换热器连接的管道上，换热器的第一出口通过管道连接至气液分离罐，气液分离罐通过管道连接至氢气压缩机，换热器的第二出口通过管道连接至加热器的进口，加热器的出口通过管道连接至反应器的第一进口，反应器的出口通过管道连接至换热器的第二进口，氢气压缩机的出口通过管道连接至反应器的第二进口。本液态储氢载体加氢系统解决了现有技术中存在的液态有机储氢加氢工艺氢气存储效率低的问题。

技术领域

本发明属于液态有机储氢供氢技术领域，具体涉及一种液态储氢载体加氢系统。

背景技术

与传统的加压气态储氢、低温液化储氢、金属合金储氢等储氢手段相比，有机液态储氢有以下优点：(1)催化过程可逆，储氢密度高；(2)氢载体储存、运输和维护安全方便，储存设备简单，尤其适合长距离氢能运送；(3)储氢效率高；(4)氢气以化学反应的方式被加到储氢载体之后会形成在常温常压下稳定存在的氢化物液体，这种液体与石油类似，原则上可同汽油一样在常温常压下被安全的储存和运输，具有直接利用现有汽油/柴油输送方式和加油站等能源基础设施的优势。

目前，已有的液态有机储氢加氢工艺，都是采用传统的化工反应器，一次性把贫氢液态有机储氢载体、催化剂和氢气加足，等待反应。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载体氢含量浓度的慢慢提升，氢气存储越来越慢，存储效率很低。传统的储氢催化过程是直接把粉末状催化剂放进去，接触面积小。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种液态储氢载体加氢系统，解决了现有技术中存在的液态有机储氢加氢工艺氢气存储效率低的问题。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种液态储氢载体加氢系统，包括：有机储氢载体缓冲罐、加压泵、第一流量控制阀、换热器、加热器、反应器、气液分离罐、氢气压缩机、第二流量控制阀和补氢控制阀，所述有机储氢载体缓冲罐的出口通过管道与加压泵的进口连接，所述加压泵的出口通过管道连接至换热器的第一进口，第一流量控制阀安装在加压泵与换热器的连接管道上，氢气压缩机的出口通过管道连接在加压泵与换热器连接的管道上，第二流量控制阀安装在氢气压缩机的出气管道上，换热器的第一出口通过管道连接至气液分离罐的进口，所述气液分离罐的出气口通过管道连接至氢气压缩机的进气口，换热器的第二出口通过管道连接至加热器的进口，所述加热器的出口通过管道连接至反应器的第一进口，所述反应器的出口通过管道连接至换热器的第二进口，所述氢气压缩机的出口还通过管道连接至反应器的第二进口，补氢控制阀安装在氢气压缩机出口与反应器第二进口连接的管道上。

在上述技术方案中，有机储氢载体存贮在有机储氢载体缓冲罐内，并通过加压泵进行输送，实际生产过程中，通过第一流量控制阀和第二流量控制阀控制有机储氢载体与氢气的进样比例，进样前首先通过换热器和加热器进行温度控制，既可实现反应器内升温，也可实现降温控制，换热器在加氢之前释放热量加热有机储氢载体，在加氢过程中吸收储氢载体释放的热量，加速了反应，节约了能耗，有机储氢载体与氢气经过加热后在反应器内进行反应，液态有机储氢载体从反应器顶部注入，富氢液态有机储氢载体从反应器底部导出，使反应器内部液态有机储氢载体始终保持低浓度氢含量，提升了氢气存储效率，并且未反应完的氢气通过氢气压缩机不断循环，与有机储氢载体混合后在反应器中不断反应利用，此外，反应器中部设置了补充氢，通过补氢控制阀可以保证储氢载体在反应器底部有足够的氢气反应，提高氢气储存效率。

优选的，所述加压泵出口与第一流量控制阀连接的管道上安装有流量传感器，所述流量传感器与第一流量控制阀信号连接，通过流量传感器实时监测加压泵的流量大小并自动控制第一流量控制阀中的流量大小。