[发明专利]一种液态有机储氢装置及方法

说明书

本发明公开了一种液态有机储氢装置，所述装置包括：进料系统，用于通入气体和储氢材料；反应系统，包括间歇式进料反应装置，用于将储氢材料加氢进行反应；分离系统，用于将加氢后的储氢材料和多余氢气进行分离和收集。本发明公开的装置采用电磁阀控制储氢材料的方式在滴流床上进行间歇式进料，提高材料与催化剂的接触面积，提高反应效率。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，具体涉及一种液态有机储氢的系统和间歇式进料反应装置。

背景技术

氢气在大规模工业中广泛用于精制矿物油、生产材料(例如钢，塑料，合成树脂)、散装化学品(例如氨水，甲醇)和精细化学品等领域。这些工业生产中所需用的氢气大多数纯度至少都需为99.9％。氢是最有效的能量载体之一，能够为能量转换提供稳定的动力源。安全高效地利用氢能为应对全球温室气体紧迫挑战提供了方法。氢技术在市场上的潜在大规模应用的核心是氢的大规模、高密度以及安全存储和运输的发展，然而对于当今的技术而言，这仍然是巨大的挑战之一。

近年来，液态有机氢载体(LOHC)存储氢气的方法发展迅猛，LOHC系统由至少一种贫氢化合物和一种富氢化合物组成。氢气通过与LOHC系统的贫氢化合物在高氢气压力下进行催化反应来存储。所得的富氢LOHC分子在低氢压力下通过催化脱氢释放氢。液体形式的氢气存储在现有的储氢及运输方法中有不可比拟的优势。

在储氢领域，目前所采用的储氢方法是传统的化工反应釜或反应系统，专利号CN105129728A介绍了用反应釜进行储氢的方法，该方法在反应釜内进行，反应量受到反应釜容积限制；专利号CN109027683A介绍了一种储氢系统及控制方法，该方法采用催化床的方式进行催化加氢。

专利号CN105129728A介绍了用反应釜进行储氢的方法，该方法在反应釜内进行，反应量受到反应釜容积限制，仅适用于实验室小试，无法进行持续性储氢。专利号CN109027683A介绍了一种储氢系统及控制方法，该方法采用催化床的方式进行催化加氢，所需催化剂量多，而储氢催化剂多为贵金属催化剂，使用成本高。对于滴流床小试装置，使用颗粒状催化剂进行催化加氢时，储氢材料会沿着管壁流下，接触面积小，严重影响储氢效率。

可见，亟待提供一种能够提高材料与催化剂的接触面积，提高反应效率得液态有机储氢的系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种液态有机储氢的系统和间歇式进料反应装置，该装置采用电磁阀控制储氢材料的方式在滴流床上进行间歇式进料，提高材料与催化剂的接触面积，提高反应效率。

一方面，本发明公开了一种液态有机储氢装置，所述装置包括：

进料系统，用于通入气体和储氢材料；

反应系统，包括间歇式进料反应装置，用于将储氢材料加氢进行反应；

分离系统，用于将加氢后的储氢材料和多余氢气进行分离和收集。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述进料系统包括依次连接的氢气罐、储料罐、预热炉、质计缓冲罐；

在进料系统的出口端设有电磁阀，所述电磁阀前端安装数字电接点压力表，用于控制电磁阀打开和关闭的最大或最小压力值，从而实现间歇式进料。

作为本发明实施方式的进一步改进，在所述间歇式进料反应装置的进料口上端焊接一扇形喷嘴，所述扇形喷嘴为不锈钢材质，用于实现储氢材料的雾化。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述反应系统包括可程序升温的高温陶瓷纤维反应电炉和固定床反应管、压力传感器、热电偶；

气液两相在反应系统上端交汇混合进入反应区上端，当液体压力达到电磁阀设定最大值时，电磁阀打开，经过所述扇形喷嘴喷射以雾化的形式进入所述间歇式进料反应装置的固定床反应管，实现储氢材料的加氢。