[发明专利]由一个或多个单元构建的材料压缩块的制备方法

说明书

本申请是申请日为2010年9月30日、申请号为201080043729.7、发明名称为“在固体氨储存体系中相连的热传导结构”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及由一个或多个单元构建的材料压缩块，该单元由这样的物体组成，其包括被可渗透气体的、柔性导热材料包围的氨饱和的材料，且本发明还涉及用于制备它的方法。

发明背景

氨是具有多种应用的广泛使用的化学品。具体应用包括使用氨作为用于选择性催化还原(SCR)来自燃烧过程的废气中的NO_x的还原剂，或使用氨作为在能量产生过程中的燃料，所述能量产生过程例如涉及燃料电池。

对于大多数应用来说，并且特别是在机动车应用中，氨以加压液体形式储存在容器中太危险。尿素是安全的，但是对于氨移动运输，它是间接的和不切实际的方法，因为要求尿素通过包括热分解和水解的过程转化为氨((NH₂)₂CO+H₂O→2NH₃+CO₂)。

包括吸附或吸收在固体中的储存方法可以回避无水液体氨的安全性风险和起始材料的分解。

金属氨络物盐是氨吸收和解吸性材料，其可以用作氨的固体储存介质(例如参见WO 2006/012903 A2)，从而，如上所述，其可以用作选择性还原中的还原剂以减少NO_x的排放。

从氨储存材料中释放氨是需要供热的吸热过程。相关的问题在于该储存材料且特别是耗氨储存材料通常具有低的导热率且从材料中消耗氨时，会形成孔隙，这更大地抑制热传导。恶化热传导的作用在于需要将热源加热到较高的温度且体系的响应时间变长。

另一个问题来源于从氨储存材料消耗氨之后材料性质变化。因为氨是材料结构的实质部分，其消耗后大部分吸收氨的固体在整体尺寸 上收缩。如果材料最初完全填满容器，排气后它会与容器壁松散接触。如果从外部加热容器，容器壁和储存材料之间的缝隙将会充当绝热层并且防止热量传递到储存材料中。且不希望的是大的材料块松散容纳在放置在移动和颠簸的交通工具上的容器中，因为这会损害体系的机械稳定性。

本发明解决了这些问题。

发明概述

第一方面，本发明涉及一种由一个或多个单元构建的材料压缩块，该单元由这样的物体组成，该物体包含被可渗透气体的柔性材料包围的氨饱和的材料，该氨饱和的材料能够可逆吸附或吸收并解吸氨，该柔性材料在-70℃到250℃下具有的导热率是所述氨饱和的材料的导热率的至少5倍。

第二方面，本发明涉及制备该材料压缩块的方法，其包括：

将包括能够可逆吸附或吸收并解吸氨的氨饱和的材料的所述物体包装到可渗透气体的柔性材料中，以便提供包装的物体的一个或多个单元，该柔性材料在-70℃到250℃下具有的导热率是所述氨饱和的材料的导热率的至少5倍，

并且通过至少5MPa的外部压力压缩所述的一个或多个单元，

其中任选地，将所述一个或多个单元放置在容器中或模型中，其具有一个或两个开口端和任选地一个或多个可移除的壁，且通过该开口端单轴施加所述外部压力，任选通过板材施加。

第三方面，本发明涉及一种制备材料压缩块的方法，其包括：

将包括能够可逆吸附或吸收并解吸氨的耗氨材料的物体包装到可渗透气体的柔性材料中，以便提供包装的物体的一个或多个单元，该柔性材料在-70℃到250℃下具有的导热率是所述氨饱和的材料的导热率的至少5倍，

将所述一个或多个单元填充到容器中使得该单元在容器中固定不动，并且

用氨饱和能够可逆吸附或吸收并解吸氨的耗氨材料。

附图概述

图1图解说明了在容器中氨储存材料，其每一部分都被可渗透气体的柔性导热材料包封物包围，由此形成容纳了储存材料的单元或包，所述包封物形成封闭表面的连接结构。

图2图解说明了在容器中氨储存材料，其被一个可渗透气体的、柔性导热材料包封物包围，其中除了氨储存材料之外，包封物还包封了次级的容纳了储存材料的单元，其中所述包封物没有形成封闭表面的完全连接结构。

图3图解说明了使用外力或外部压力形成图1结构的方法。

图4图解说明了使用在容器内使材料饱和的过程形成图1结构的方法。

图5示意性显示了将包装到可渗透气体的导热柔性箔中的氨储存材料包的生产线。