[发明专利]一种耦合式电解制氢-储氢系统及工艺

权利要求书

1.一种耦合式电解制氢-储氢系统，其特征在于，包括依次连接的电解水制氢反应槽(1)、氢气缓冲罐(2)、γ-丁内酯催化加氢反应器(4)、1,4-丁二醇储存罐(5)；

还包括与所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)连接的γ-丁内酯储存罐(3)；

所述电解水制氢反应槽(1)与外部的绿电供电系统电连接，以此为电解水制氢反应槽(1)的电解过程提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种耦合式电解制氢-储氢系统，其特征在于，所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)的出口处设有循环管，所述循环管同时与所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)的入口连接，所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)的出口处的氢气自循环管向上返回至入口处，以此实现未反应氢气的循环。

3.根据权利要求1所述的一种耦合式电解制氢-储氢系统，其特征在于，所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)为固定床或釜式反应器，所述γ-丁内酯催化加氢反应器(4)中装填有γ-丁内酯加氢催化剂。

4.根据权利要求1所述的一种耦合式电解制氢-储氢系统，其特征在于，所述电解水制氢反应槽(1)和氢气缓冲罐(2)之间设有收集净化箱和压缩机，所述收集净化箱将氢气中混杂的水汽冷凝去除，除杂后的氢气经过压缩机压缩后进入氢气缓冲罐。

5.一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，包括以下步骤：

基于外部的绿电供电系统提供的电能使得电解水制氢反应槽(1)产氢，产生的氢气存储于氢气缓冲罐(2)中；

将γ-丁内酯加氢催化剂装填至γ-丁内酯催化加氢反应器(4)中，用氢气缓冲罐(2)中的氢气对催化剂进行活化；

待活化完成后，调节氢气与γ-丁内酯比例，以γ-丁内酯为原料进行丁内酯加氢反应，产出的1,4-丁二醇从γ-丁内酯催化加氢反应器(4)底部输入至1,4-丁二醇储罐，同时残余的未反应氢气回流入γ-丁内酯催化加氢反应器(4)中进一步反应。

6.根据权利要求5所述的一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，所述γ-丁内酯加氢催化剂包括20-50wt％的非贵金属氧化物作为活性组分、45-79wt％的载体和1-5wt％的助剂。

7.根据权利要求6所述的一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，所述活性组分为CuO、NiO、CoO中的一种或多种的组合；

所述载体为SiO₂、Cr₂O₃、ZnO、MnO₂、ZrO₂和Al₂O₃的一种或几种；

所述助剂为稀土金属氧化物或前过渡金属氧化物的一种。

8.根据权利要求7所述的一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，所述稀土金属为La、Ce氧化物中的一种，所述前过渡金属为V、Mo、Ti、W氧化物的一种。

9.根据权利要求7所述的一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，所述活化的条件为：温度200℃，0.1MPa氢气条件下，还原20h。

10.根据权利要求7所述的一种耦合式电解制氢-储氢工艺，其特征在于，所述反应的条件为：

固定床反应器中，调节氢气与γ-丁内酯比例至20mol/mol，以γ-丁内酯为原料，在160℃，5MPa，液体空速0.2h^-1条件下，进行丁内酯加氢反应；

或于釜式反应器中，加入反应物使得氢气与γ-丁内酯比例至20mol/mol，以γ-丁内酯为原料，在160℃，5MPa，丁内酯/催化剂为100(g/g)的条件下反应3h，进行丁内酯加氢反应。