[发明专利]有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统及方法

说明书

本发明公开了一种有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统及方法，属于有机液体储氢技术领域。其包括气体净化装置一、气体压缩装置、有机液体储氢介质加氢装置、有机液体储氢介质储罐、富氢储氢介质储罐、富氢储氢介质脱氢装置及气体净化装置二，将工业粗氢氢源通入气体净化装置一进行净化，再通入气体压缩装置对其进行压缩，经压缩后的氢源进入有机液体储氢介质加氢装置中进行催化加氢，随后送入富氢储氢介质储罐，再送入富氢储氢介质脱氢装置进行脱氢，经过富氢储氢介质脱氢装置后，所得氢气一进入气体净化装置二再次净化，得高纯氢。本发明在得到高纯氢的同时还能有效的解决工业粗氢氢源的提纯及氢气的安全储存、运输问题。

技术领域

本发明属于有机液体储氢技术领域，具体涉及一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统及方法。

背景技术

氢气是一种极具环境吸引力的燃料，是未来将一系列能源形式连接到各种终端用途的可行能源载体。氢气的质量能量密度是120kJ·g^-1，是汽油的三倍。它可以通过直接在内燃机中燃烧供能，也可以通过燃料电池为电动机高效地提供动力，而且过程中仅有水一种产物，因此不会导致环境污染或者增加温室气体排放。氢气的工业来源非常广泛，大规模的工业制氢已经持续了几十年。在中国，强大的化工工业也有着广泛的制氢基础。2015年，我国国内工业副产氢气的商用剩余量约为38万吨/年，约为190万辆燃料电池车一年的燃料使用量(按每辆车年行驶两万公里计算)。我国另有198万吨/年的潜在专业制氢产能可做后续氢源供应。不考虑物流运输问题，上述约240万吨氢源供应都无需新增资本投入。

氢气的储运成为制约其商业化突破性发展的瓶颈所在，也是目前产业化的重点和难点问题。为了实现氢能的规模化应用，发展一种可靠的储氢系统能够同时满足成本和安全性要求是至关重要的。有机液体储氢技术在20世纪90年代首次被提出并引发了广泛的研究，现在已经发展成一种非常有潜力的储存和运输氢气的技术。有机液体储氢系统由成对的有机化合物(有机液体储氢介质和富氢储氢介质)构成，通过有机液体储氢介质加氢反应和富氢储氢介质脱氢反应的循环实现氢气的可逆储放。有机液体储氢介质和富氢储氢介质的物理和化学性质相对氢气更为稳定、安全、可靠，简单易用，且作为固体或液体，运输便捷。相对高压气态储氢和低温液化储氢，有机液体储氢兼具更高的安全性和经济性，具有更高的推广和应用价值。

由于工业区域的分布不均和工业产能调节的政策或行业地方性特点，工业氢源目前在空间上分布不均，时间上的产能产量波动较大，且工业制氢氢源因纯度不足附加值低、工业副产氢源因含氢量不高无实用价值大量浪费。目前，以含杂质组分的工业粗氢氢源和有机液体储氢介质耦合的氢气储存、运输、应用解决方案至今未见报道。因此，将廉价易得的工业粗氢氢源进行提纯并安全的进行储存和运输，为后端应用供应符合使用标准的高纯氢气，同时解决氢源在空间和时间上分布不均的问题是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其能够有效的解决工业粗氢氢源的提纯及氢气的安全储存、运输问题，为后端应用供应符合使用标准的高纯氢气，改变工业制氢氢源附加值低、工业副产氢源大量浪费的发展现状，同时解决氢源在空间和时间上分布不均的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其包括气体净化装置一、气体压缩装置、有机液体储氢介质加氢装置、有机液体储氢介质储罐、富氢储氢介质储罐、富氢储氢介质脱氢装置及气体净化装置二，其中：

所述的气体净化装置一的入口连接工业粗氢氢源，气体净化装置的出口连接所述的气体压缩装置的入口；

所述的有机液体储氢介质加氢装置设置有两个入口，其中一个入口与所述的气体压缩装置的出口连接，另一个入口与所述的有机液体储氢介质储罐的出口连接，所述的有机液体储氢介质加氢装置的出口与所述的富氢储氢介质储罐的入口连接，；