[发明专利]一种加氢脱氢系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种加氢脱氢系统及其控制方法，其中加氢脱氢系统包括氢/油结合室、氢油罐、反应室、氢气纯化室、提纯室、杂质储存室、用氢设备；其中，用氢设备功率P与反应室内氢油液位高度h存在如下关系：h＝Pt/(ρS*Wt％*ηQ)，其中，ρ为氢气密度，S为所述反应室横截面积，Wt％为氢油混合物中氢气与氢油的质量比，η为氢气有效转换效率，Q为氢气的热值，t为氢气从所述反应室流向所述用氢设备的时间。本发明对氢油生成的储油、氢气进行提纯，提高加氢、用氢效率，并根据用氢设备功率和反应室内氢油液位高度的数学关系调节反应室内氢油液位实际高度，实现用氢设备功率和加氢脱氢系统中反应室内氢油量自动调节。

技术领域

本申请涉及氢能生产和输运领域，具体为一种加氢脱氢的系统及其控制方法。

背景技术

储油是一类特定的不饱和有机液体物(有机液体储氢载体材料)，在一定的温度、压力等条件下，经过催化剂作用与氢气发生加氢反应生成氢油。氢油在一定条件下经过脱氢反应生成储油和氢气，氢气用于燃料电池系统或供应氢发动机，储油回收后再与氢气发生反应生成氢油，如此反复循环。目前氢油脱氢后生成的储油是经过抽油泵吸回到地面加注站，经过简单的处理后进行加氢反应生成氢油，然后用加氢枪将氢油加注到地面或长罐拖车的油罐内再运输到用氢地，(氢油)使用后生成的储油通过拖车拖回地面加注站，如此循环往复。

由于地面氢油储油运输不便，存在安全隐患，储油加氢、氢油脱氢以及氢油储油存储每个环节操作繁琐，加氢、用氢效率低，且无法自动调节用氢设备功率和氢油供应端中氢油量。

申请号为201911060631.1的中国发明专利申请公开了一种氢油输运系统，其制氢装置和回收油储站中的氢、油流向加氢装置，将气态氢通过催化加氢反应储存于有机液体中，形成氢油；氢油由加氢装置流向氢油存储站进行存储，再流向氢油加注站，氢油加注站通过催化脱氢反应，将氢从有机液体中脱出，以气态氢的形式使用；脱氢后的有机液体作为回收油流向回收油储站，再由回收油储站流向加氢装置，此方案一定程度实现了氢油生产和氢油回收进行连接，达到供需平衡，减少了传统车载运输的能量损耗，但是无法自动调节用氢设备功率和氢油供应端中氢油量。

发明内容

本发明旨在提供一种加氢脱氢系统与控制方法，自动调节用氢设备功率和氢油供应端中的氢油量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的方案是：一种加氢脱氢系统，包括反应室、用氢设备，所述反应室与所述用氢设备连通；所述用氢设备的功率P与所述反应室内氢油液位高度h存在如下关系h＝Pt/(ρS*Wt％*ηQ)，其中，ρ为氢气密度，S为所述反应室横截面积，Wt％为氢油混合物中氢气与氢油的质量比，η为氢气有效转换效率，Q为氢气的热值，t为氢气从所述反应室流向所述用氢设备的时间。

本发明建立“反应室-用氢设备”的系统，根据用氢设备功率建立用氢流量和反应室内氢油液位的数学模型，再根据模型中反应室内氢油液位高度调节反应室内氢油液位实际高度，实现用氢设备功率和加氢脱氢系统中反应室内氢油量的自动调节。

优选的，所述加氢脱氢系统还包括氢/油结合室、氢油罐、反应室、提纯室、杂质储存室；所述氢/油结合室包括储油室和氢油室，所述储油室设有第一输入口和第二输入口，所述氢油室与所述氢油罐连通，所述氢油室和所述氢油罐均与管道的输入口连通，管道的输出口与所述反应室连通，所述反应室和所述提纯室、所述储油室连通，所述提纯室与所述杂质储存室连通。

本发明将储油加氢、氢油脱氢以及氢油储油来回运输三个环节集于一体进行控制，实现加氢和脱氢的循环，还增加储油提纯操作，极大提高加氢效率。

进一步，所述加氢脱氢系统还包括氢气纯化室，所述氢气纯化室一端与所述反应室连通，一端与用氢设备连通，反应室内生成的氢气经过氢气纯化室提纯，供给用氢设备，提高用氢效率。

其中，所述管道的输出口与所述反应室之间设有第一阀门，用以控制氢油流入反应室的流量从而调节反应室内氢油液位高度。