[发明专利]一种新型LOHC加氢系统及方法

权利要求书

1.一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，包括LOHC加氢子系统和朗肯循环子系统共同组成，二者通过加氢反应器(5)相连，其中，

LOHC加氢子系统，用于实现LOHC高效加氢，包括：LOHC加压泵(1)、H₂压缩机(2)、气液混合器(3)、热回收换热器(4)、加氢反应器(5)和气液分离器(6)；

朗肯循环子系统，利用加氢反应释放的热量发电，包括：循环泵(7)、加氢反应器(5)、膨胀机(8)、发电机(9)和凝汽器(10)；

LOHC加压泵(1)的出口连接至气液混合器(3)的LOHC入口，氢气源和气液分离器(6)的H₂出口连接至H₂压缩机(2)的入口，H₂压缩机(2)的出口连接至气液混合器(3)的H₂入口，气液混合器(3)的出口连接至热回收换热器(4)的未加氢LOHC和H₂混合物入口，热回收换热器(4)的未加氢LOHC和H₂混合物出口连接至加氢反应器(5)的LOHC和H₂混合物入口，加氢反应器(5)的LOHC和H₂混合物出口连接至热回收换热器(4)的已加氢LOHC和H₂混合物入口，热回收换热器(4)的已加氢LOHC和H₂混合物出口连接至气液分离器(6)的入口，气液分离器(6)还设置有LOHC出口；

发电机(9)和膨胀机(8)通过联轴器相连，加氢反应器(5)的朗肯循环工质出口连接至膨胀机(8)的入口，膨胀机(8)的出口连接至凝汽器(10)的朗肯循环工质入口，凝汽器(10)的朗肯循环工质出口通过循环泵(7)连接至加氢反应器(5)的朗肯循环工质入口，凝汽器(10)上还设置有冷却工质入口和冷却工质出口。

2.根据权利要求1所述的一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，加氢反应器(5)既是LOHC加氢反应发生的场所，也是朗肯循环的蒸发器或称锅炉，加氢反应释放的热量由工质快速吸收并带走，确保加氢反应始终维持在最佳温度附近，产生的蒸汽驱动膨胀机(8)带动发电机(9)运转，产生的电能用于系统内部消耗。

3.根据权利要求1所述的一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，加氢反应器(5)催化剂层与换热器管路交替布置，确保每层催化剂温升不超过设定值，即≤30℃。

4.根据权利要求1所述的一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，热回收换热器(4)中热流体为加氢后LOHC和剩余H₂的混合物，冷流体是加氢前LOHC和H₂的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，朗肯循环工质根据LOHC加氢反应温度确定，质标准沸点低于或接近环境温度，临界温度高于或接近LOHC加氢反应温度；反应温度、压力由LOHC和催化剂种类决定，兼顾LOHC加氢反应速度和反应限度。

6.根据权利要求1所述的一种新型LOHC加氢系统，其特征在于，膨胀机出口工质过热度10℃具有利用价值和利用空间时，在膨胀机出口和循环泵入口之间增加回热器。

7.一种新型LOHC加氢方法，其特征在于，该方法采用权利要求1至6中任一项所述的一种新型LOHC加氢系统，包括：

LOHC和H₂经加压混合后进入热回收换热器(4)，利用产物余热加热反应物，达到温度要求的LOHC和H₂混合物进入加氢反应器(5)，在加氢反应器(5)中发生LOHC的加氢反应，加氢反应释放的热量由朗肯循环工质吸收带走，热量的及时带走保证了加氢催化剂温度的稳定，使得加氢反应始终高效进行；最终，加氢后的LOHC和剩余H₂在气液分离器中分离，H₂被送回H₂压缩机再利用。