[发明专利]一种氢化物浆料制备系统和制备方法

说明书

本发明公开一种氢化物浆料制备系统和制备方法，所述系统包括进料储罐、进气装置、第一换热器、反应装置、第二换热器、传热介质储罐、出料储罐。本发明公开的系统中的第一换热器和第二换热器能够显著减少反应系统能耗，降低使用成本；管式反应器外侧壁的翅片能够加强管式反应器的散热能力，提高反应效率；反应装置罐体内传热介质能够均匀充分地流动，既能够给管式反应器加热，又能够通过调控其温度和流速来精确地调节管式反应器的温度，保证加氢反应平稳快速进行。本发明公开的氢化物浆料制备系统和制备方法能够高效连续地制备加氢饱和的氢化物浆料，显著提高系统的产量和使用效率。

技术领域

本发明涉及储运氢技术领域，具体涉及一种氢化物浆料制备系统和制备方法。

背景技术

氢化物浆料包括固态金属氢化物和加氢饱和的有机储氢液体，其是通过对固态储氢材料和含有不饱和碳碳键的有机储氢液体组成的储氢合金浆料进行加氢反应制备而成。这种氢化物浆料能够实现常温常压高密度地氢储运，显著提高氢储运的安全性和储运量。

制备氢化物浆料的加氢反应是一个放热反应，反应过程中放热量大，传统釜式反应器换热不均匀，容易产生局部过热，导致副反应的发生。此外，传统釜式反应器一般都是间歇式生产，装置使用效率低。而采用多级加氢单元串联形成一个多级加氢装置来制备加氢饱和的氢化物浆料，则会显著加大投资成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氢化物浆料制备系统和制备方法，具体包括以下内容：

一种氢化物浆料制备系统，其特征在于，包括进料储罐、进气装置、第一换热器、反应装置、第二换热器、传热介质储罐、出料储罐，所述反应装置包括罐体和设置于罐体内的反应器，所述罐体上设置有传热介质入口和传热介质出口，所述反应器上设置有进料口、进气口和出料口；所述进料储罐、进气装置、出料储罐分别通过管道与反应器的进料口、进气口和出料口连接；所述反应器的出料口还通过管道与进料储罐连接，所述反应器的出料口与进料储罐之间的管道上设置有第七单向阀；所述出料储罐的顶部设置有排气阀，所述排气阀通过管道与进气装置连通，所述出料储罐排气阀与进气装置之间的管道上设置有第五单向阀；所述第一换热器设置于进料储罐与反应器进料口之间的管道上，所述进料储罐与第一换热器之间的管道上设置有第一单向阀和浆液泵，所述第一换热器与反应器进料口间的管道上设置有第二单向阀；所述第二换热器设置于反应器的出料口与出料储罐之间的管道上；所述传热介质储罐上设置有传热介质出口和传热介质入口，所述传热介质储罐的传热介质出口和传热介质入口分别通过管道与罐体的传热介质入口和传热介质出口连接，所述传热介质储罐的传热介质出口与罐体的传热介质入口之间的管道上设置有第二离心泵。

具体地，所述进气装置包括氢源装置、氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐上设置有入口和出口，氢源装置通过管道与氢气缓冲罐的入口连接，氢气缓冲罐的出口通过管道与反应器的进气口连接；所述氢源装置与氢气缓冲罐的入口之间的管道上设置有第四单向阀；所述氢气缓冲罐的出口与反应器入口之间的管道上设置有第三单向阀。

具体地，还包括气体流量控制系统、反应器压力检测系统以及反应器压力控制系统，所述气体流量控制系统包含一台或多台设置于氢气缓冲罐的出口处的具有不同流量控制范围的气体质量流量控制器；所述反应器压力控制系统设置于反应器上；所述反应器压力检测系统设置于反应器内并分别与气体流量控制系统以及反应器压力控制系统信号连接。

具体地，所述反应器为管式反应器，所述管式反应器包括两根或两根以上平行的管道，两两平行的管道之间通过一个弯曲的转换接头实现首尾相连；所述罐体上还设置有第一进料口、第一进气口和第一出料口，所述反应器的进料口、进气口和出料口均位于罐体内部，所述进料储罐、进气装置和出料储罐与反应器之间的连接管道分别穿过第一进料口、第一进气口和第一出料口进入罐体内部与反应器的进料口、进气口和出料口连接。

具体地，所述管式反应器的外侧壁上设置有散热翅片；所述罐体的传热介质入口的内侧设置有与管式反应器平行设置的分流器，所述分流器上设置有多个传热介质出口。