[实用新型]一种有机液态氢载体加氢反应系统

说明书

本实用新型属于有机液体储氢技术领域，特别涉及一种有机液态氢载体加氢反应系统。其技术方案为：一种有机液态氢载体加氢反应系统，包括加氢反应器，加氢反应器上分别连接有用于通入预热氢气的原料氢气预热管路和用于通入预热有机氢载体的原料有机液态氢载体预热管路，加氢反应器的底部连接有加氢产物管路。本实用新型提供了一种提高反应效率的有机液态氢载体加氢反应系统。

技术领域

本实用新型属于有机液体储氢技术领域，特别涉及一种有机液态氢载体加氢反应系统。

背景技术

整个氢能产业链一般可分为上游制氢、中游储运及下游应用三个环节。氢气体积密度极低(常温常压下为0.0899kg/m³)，具有极大的质量能量密度(33kW·h/kg)的同时，也具有极小的体积能量密度(0.003kW·h/L)。目前国内加氢站氢气主要采用高压气态储运方式，初步估计，高压气态储运成本约占加氢站终端销售成本的20％～40％，储氢能力提高24％约能降低20％的储氢费用。因此，氢气的储运问题是制约氢能产业发展的瓶颈和挑战。

有机液体储氢技术(LOHC)是借助某些烯烃、炔烃或芳香烃等储氢剂和氢气的一对可逆反应来实现加氢和脱氢的。有机液体储氢技术具有储氢密度高、安全性高、可形成封闭碳循环、能够实现远距离运输和长周期储存等优点，相比其他储氢方式在很多场合有明显的优势，已成为全球研究的热点，是最具发展潜力的氢气低价储运技术之一。LOHC吸附氢气和脱附氢气后的分子常温下多为液态，可使用储罐、槽车、管道等已有的油品储运设施，且安全监管部门和公众对LOHC的忧虑相比液氢和高压氢要小的多。安全、可利用现有油气设施，适合长距离运输是LOHC被关注和投资的关键。

与常见的高压气态储氢、低温液态储氢、固体储氢相比，有机液体储氢具有以下特点：1)反应过程可逆，储氢密度高；2)氢载体储运安全方便，适合长距离运输；3)可利用先有汽油输送管道、加油站等基础设施。同时，有机液体储氢也有一些问题有待解决：1)技术上操作条件相对苛刻，加氢和脱氢装置较复杂；2)脱氢反应需在低压高温下进行，反应效率较低，容易发生副反应；3)高温条件容易使脱氢催化剂失活。

有机液体储氢主要由加氢及脱氢两部分工艺构成，其技术核心为加氢催化剂、加氢反应器及系统集成。本专利针对多类型有机液体储氢载体加氢工艺特点，提供了一种有机液态氢载体加氢反应系统，可为有机液态氢载体加氢工艺提供适宜的反应条件，可推动解决有机液体储运氢工业应用难题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种提高反应效率的有机液态氢载体加氢反应系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种有机液态氢载体加氢反应系统，包括加氢反应器，加氢反应器上分别连接有用于通入预热氢气的原料氢气预热管路和用于通入预热有机氢载体的原料有机液态氢载体预热管路，加氢反应器的底部连接有加氢产物管路。

本实用新型的原料氢气预热管路对原料氢气进行预热，原料有机液态氢载体预热管路对原料有机氢载体进行预热，原料氢气与原料有机液态氢载体在加氢反应器中充分混合后，在催化剂作用下发生加氢反应。本实用新型的加氢反应系统分别对原料氢气及原料有机液态氢载体进行预热控温，可以有效保证加氢反应器获得最佳的初始进料温度，有利于构建适宜的催化剂床层温度梯度，有利于有机液态氢载体加氢反应的进行、提高反应效率。

作为本实用新型的优选方案，所述加氢反应器的换热夹套的上端与下端之间连接有用于冷却加氢反应器的催化剂床层的换热循环管路。反应进程中，换热介质经换热循环管路输送后进入加氢反应器换热夹套与催化剂床层充分换热，移出多余热量，以维持催化剂床层温度。

作为本实用新型的优选方案，所述原料氢气预热管路上连接有原料氢气压缩机和原料氢气预热器。原料氢气经原料氢气压缩机增压至适宜压力后，通过原料氢气预热器将其温度提升至适宜温度后进入加氢反应器。