CN210595250U - 一种液态储氢载体加氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液态储氢载体加氢系统，包括有机储氢载体缓冲罐、加压泵、换热器、加热器、反应器、气液分离罐、氢气压缩机，有机储氢载体缓冲罐通过管道与加压泵连接，加压泵通过管道连接至换热器的第一进口，氢气压缩机通过管道连接在加压泵与换热器连接的管道上，换热器的第一出口通过管道连接至气液分离罐，气液分离罐通过管道连接至氢气压缩机，换热器的第二出口通过管道连接至加热器的进口，加热器的出口通过管道连接至反应器的第一进口，反应器的出口通过管道连接至换热器的第二进口，氢气压缩机的出口通过管道连接至反应器的第二进口。本液态储氢载体加氢系统解决了现有技术中存在的液态有机储氢加氢工艺氢气存储效率低的问题。

Description

一种液态储氢载体加氢系统

技术领域

本实用新型属于液态有机储氢供氢技术领域，具体涉及一种液态储氢载体加氢系统。

背景技术

与传统的加压气态储氢、低温液化储氢、金属合金储氢等储氢手段相比，有机液态储氢有以下优点：(1)催化过程可逆，储氢密度高；(2)氢载体储存、运输和维护安全方便，储存设备简单，尤其适合长距离氢能运送；(3)储氢效率高；(4)氢气以化学反应的方式被加到储氢载体之后会形成在常温常压下稳定存在的氢化物液体，这种液体与石油类似，原则上可同汽油一样在常温常压下被安全的储存和运输，具有直接利用现有汽油/柴油输送方式和加油站等能源基础设施的优势。

目前，已有的液态有机储氢加氢工艺，都是采用传统的化工反应器，一次性把贫氢液态有机储氢载体、催化剂和氢气加足，等待反应。该方法的缺点是刚开始阶段氢气存储很快，但是随着液态有机储氢载体氢含量浓度的慢慢提升，氢气存储越来越慢，存储效率很低。传统的储氢催化过程是直接把粉末状催化剂放进去，接触面积小。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种液态储氢载体加氢系统，解决了现有技术中存在的液态有机储氢加氢工艺氢气存储效率低的问题。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种液态储氢载体加氢系统，包括：有机储氢载体缓冲罐、加压泵、第一流量控制阀、换热器、加热器、反应器、气液分离罐、氢气压缩机、第二流量控制阀和补氢控制阀，所述有机储氢载体缓冲罐的出口通过管道与加压泵的进口连接，所述加压泵的出口通过管道连接至换热器的第一进口，第一流量控制阀安装在加压泵与换热器的连接管道上，氢气压缩机的出口通过管道连接在加压泵与换热器连接的管道上，第二流量控制阀安装在氢气压缩机的出气管道上，换热器的第一出口通过管道连接至气液分离罐的进口，所述气液分离罐的出气口通过管道连接至氢气压缩机的进气口，换热器的第二出口通过管道连接至加热器的进口，所述加热器的出口通过管道连接至反应器的第一进口，所述反应器的出口通过管道连接至换热器的第二进口，所述氢气压缩机的出口还通过管道连接至反应器的第二进口，补氢控制阀安装在氢气压缩机出口与反应器第二进口连接的管道上。

在上述技术方案中，有机储氢载体存贮在有机储氢载体缓冲罐内，并通过加压泵进行输送，实际生产过程中，通过第一流量控制阀和第二流量控制阀控制有机储氢载体与氢气的进样比例，进样前首先通过换热器和加热器进行温度控制，既可实现反应器内升温，也可实现降温控制，换热器在加氢之前释放热量加热有机储氢载体，在加氢过程中吸收储氢载体释放的热量，加速了反应，节约了能耗，有机储氢载体与氢气经过加热后在反应器内进行反应，液态有机储氢载体从反应器顶部注入，富氢液态有机储氢载体从反应器底部导出，使反应器内部液态有机储氢载体始终保持低浓度氢含量，提升了氢气存储效率，并且未反应完的氢气通过氢气压缩机不断循环，与有机储氢载体混合后在反应器中不断反应利用，此外，反应器中部设置了补充氢，通过补氢控制阀可以保证储氢载体在反应器底部有足够的氢气反应，提高氢气储存效率。

优选的，所述加压泵出口与第一流量控制阀连接的管道上安装有流量传感器，所述流量传感器与第一流量控制阀信号连接，通过流量传感器实时监测加压泵的流量大小并自动控制第一流量控制阀中的流量大小。

优选的，所述氢气压缩机出口与补氢控制阀连接的管道上安装有压力传感器，所述压力传感器与补氢控制阀信号连接，当压力传感器检测到氢气压缩机出口处的压力过大或者过小时，通过压力传感器将信号输送至补氢控制阀，通过增大或者减小补氢控制阀的流量降低或者提高氢气压缩机出口处的压力，以便适应生产要求。

优选的，所述加热器出口与反应器第一进口连接的管道上安装有温度传感器，所述温度传感器与第二流量控制阀信号连接，通过温度传感器实时监测加热器出口处的温度，以便调整加热器的加热温度。

优选的，所述反应器为固定床反应器。

优选的，所述反应器内装有固体颗粒反应催化剂，通过固体颗粒反应催化剂提高反应效率。

优选的，所述气液分离罐内部安装有破沫网，减少泡沫的产生。

本实用新型提供的一种液态储氢载体加氢系统的有益效果在于：

(1)本实用新型采用循环加氢的方法，未反应完的氢气通过氢气压缩机不断循环，与有机储氢载体混合后在反应器中不断反应利用。

(2)储氢反应过程只在反应器中进行，液态有机储氢载体从反应器顶部注入，富氢液态有机储氢载体从反应器底部导出，使反应器内部液态有机储氢载体始终保持低浓度氢含量，提升了氢气存储效率。

(3)反应器中部设置了补充氢，保证储氢载体在反应器底部有足够的氢气反应，提高氢气储存效率。

(4)反应器中催化剂为多孔固体催化剂颗粒，储氢载体及氢气通过催化剂颗粒时充分接触，增加了反应面积及反应时间，提升了氢气的储存速度。

(5)反应器中的进料温度采用换热器、加热器及控温装置，既可实现反应器内升温，也可实现降温控制，换热器在加氢之前释放热量加热储氢载体，在加氢过程中吸收储氢载体释放的热量，加速了反应。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构连接示意图。

图中：1、有机储氢载体缓冲罐；2、加压泵；3、流量传感器；4、第一流量控制阀；5、换热器；6、加热器；7、温度传感器；8、反应器；9、气液分离罐；10、氢气压缩机；11、压力传感器；12、第二流量控制阀；13、补氢控制阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种液态储氢载体加氢系统。

参照图1所示，一种液态储氢载体加氢系统，包括：有机储氢载体缓冲罐1、加压泵2、第一流量控制阀4、换热器5、加热器6、反应器8、气液分离罐9、氢气压缩机10、第二流量控制阀12和补氢控制阀13，其中有机储氢载体缓冲罐1的出口通过管道与加压泵2的进口连接，所述加压泵2的出口通过管道连接至换热器5的第一进口，第一流量控制阀4安装在加压泵2与换热器5的连接管道上，并且加压泵2出口与第一流量控制阀4连接的管道上安装有流量传感器3，所述流量传感器3与第一流量控制阀4信号连接，通过流量传感器3实时监测加压泵2的流量大小并自动控制第一流量控制阀4中的流量大小；氢气压缩机10的出口通过管道连接在加压泵2与换热器5连接的管道上，第二流量控制阀12安装在氢气压缩机10的出气管道上，换热器5的第一出口通过管道连接至气液分离罐9的进口，所述气液分离罐9顶部的出气口通过管道连接至氢气压缩机10的进气口，实现氢气的循环利用，成品从气液分离罐9底部的排液口排出，气液分离罐9内部安装有破沫网，减少泡沫的产生；换热器5的第二出口通过管道连接至加热器6的进口，所述加热器6的出口通过管道连接至反应器8的第一进口，反应器8为固定床反应器，反应器8内装有固体颗粒反应催化剂，通过固体颗粒反应催化剂提高反应效率，加热器6出口与反应器8第一进口连接的管道上安装有温度传感器7，所述温度传感器7与第二流量控制阀12信号连接，通过温度传感器7实时监测加热器6出口处的温度，以便调整加热器6的加热温度；所述反应器8的出口通过管道连接至换热器5的第二进口，所述氢气压缩机10的出口还通过管道连接至反应器8的第二进口，补氢控制阀13安装在氢气压缩机10出口与反应器8第二进口连接的管道上，氢气压缩机10出口与补氢控制阀13连接的管道上安装有压力传感器11，所述压力传感器11与补氢控制阀13信号连接，当压力传感器 11检测到氢气压缩机10出口处的压力过大或者过小时，通过压力传感器11将信号输送至补氢控制阀13，通过增大或者减小补氢控制阀13的流量降低或者提高氢气压缩机10出口处的压力，以便适应生产要求。

本实施例中，系统运行时，有机储氢载体存贮在有机储氢载体缓冲罐1内，并通过加压泵 2进行输送，实际生产过程中，通过第一流量控制阀4和第二流量控制阀12控制有机储氢载体与氢气的进样比例，进样前首先通过换热器5和加热器6进行温度控制，既可实现反应器8 内升温，也可实现降温控制，换热器5在加氢之前释放热量加热有机储氢载体，在加氢过程中吸收储氢载体释放的热量，加速了反应，节约了能耗，有机储氢载体与氢气经过加热后在反应器8内进行反应，反应器8中装填有多孔固体催化剂颗粒，储氢载体及氢气通过催化剂颗粒时充分接触，增加了反应面积及反应时间，提升了氢气的储存速度，液态有机储氢载体从反应器 8顶部注入，富氢液态有机储氢载体从反应器8底部导出，使反应器8内部液态有机储氢载体始终保持低浓度氢含量，提升了氢气存储效率，并且未反应完的氢气通过氢气压缩机10不断循环，与有机储氢载体混合后在反应器8中不断反应利用，此外，反应器8中部设置了补充氢，通过补氢控制阀13可以保证储氢载体在反应器底部有足够的氢气反应，提高氢气储存效率。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种液态储氢载体加氢系统，其特征在于包括：有机储氢载体缓冲罐、加压泵、第一流量控制阀、换热器、加热器、反应器、气液分离罐、氢气压缩机、第二流量控制阀和补氢控制阀，所述有机储氢载体缓冲罐的出口通过管道与加压泵的进口连接，所述加压泵的出口通过管道连接至换热器的第一进口，第一流量控制阀安装在加压泵与换热器的连接管道上，氢气压缩机的出口通过管道连接在加压泵与换热器连接的管道上，第二流量控制阀安装在氢气压缩机的出气管道上，换热器的第一出口通过管道连接至气液分离罐的进口，所述气液分离罐的出气口通过管道连接至氢气压缩机的进气口，换热器的第二出口通过管道连接至加热器的进口，所述加热器的出口通过管道连接至反应器的第一进口，所述反应器的出口通过管道连接至换热器的第二进口，所述氢气压缩机的出口还通过管道连接至反应器的第二进口，补氢控制阀安装在氢气压缩机出口与反应器第二进口连接的管道上。

2.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述加压泵出口与第一流量控制阀连接的管道上安装有流量传感器，所述流量传感器与第一流量控制阀信号连接。

3.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述氢气压缩机出口与补氢控制阀连接的管道上安装有压力传感器，所述压力传感器与补氢控制阀信号连接。

4.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述加热器出口与反应器第一进口连接的管道上安装有温度传感器，所述温度传感器与第二流量控制阀信号连接。

5.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述反应器为固定床反应器。

6.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述反应器内装有固体颗粒反应催化剂。

7.如权利要求1所述的液态储氢载体加氢系统，其特征在于：所述气液分离罐内部安装有破沫网。

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