[发明专利]一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的微通道反应器及脱氢方法

说明书

本发明公开了一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的微通道反应器及脱氢方法，微通道反应器本体的上方连接有液体分布器，液体分布器的内部设置有导流板，液体分布器与氢源材料入口之间设置有高温法兰，微通道反应器本体的下方有储氢载体和氢气的出口，微通道反应器本体与出口之间设置有高温法兰；微通道反应器本体的入口侧连接有热载体分布器，热载体分布器的内部设置有导流板，热载体分布器与热载体入口之间设置有高温法兰，微通道反应器本体的另一侧有热载体出口，微通道反应器本体与热载体出口之间设置有高温法兰；微通道反应器本体的内部设置有若干条横向和纵向正交的微通道。本发明的微通道反应器提高了反应效率，有效降低了反应器的成本。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，特别涉及一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的微通道反应器及脱氢方法。

背景技术

氢能源具有来源丰富、可再生、能量密度高和燃烧清洁等特点，被认为是燃料电池理想的燃料。近年来，氢能的开发和利用受到美、日、欧等发达国家的高度重视，投入大量经费支持氢能的开发和应用示范。世界著名的能源公司如Shell、Chevron、Texaco等，把氢能开发作为公司发展的重要战略。

目前常用的储氢方式包括加压压缩储氢技术、液化储氢技术、储氢合金储氢、碳质材料储氢、金属有机骨架储氢材料、有机液体氢化物储氢技术等。中国专利CN201510167935使用的脱氢反应器为外加热式，对于脱氢此类吸热反应，外加热式反应器容易导致加热不均、传热不良、反应器放大困难等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的微通道反应器，有效提高催化剂在微通道反应器内的反应活性、抗中毒能力、抗积碳能力和寿命，并具有装置模块化、连续化生产、催化剂易于再生等优点。

本发明的另一目的在于提供采用上述微通道反应器的脱氢方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的微通道反应器，微通道反应器本体7的上方连接有液体分布器5，液体分布器5的内部设置有导流板8，液体分布器5与氢源材料入口1之间设置有高温法兰10，微通道反应器本体7的下方有储氢载体和氢气的出口2，微通道反应器本体7与出口2之间设置有高温法兰12；微通道反应器本体7的入口侧连接有热载体分布器6，热载体分布器6的内部设置有导流板9，热载体分布器6与热载体入口3之间设置有高温法兰11，微通道反应器本体7的另一侧有热载体出口4，微通道反应器本体7与热载体出口4之间设置有高温法兰13；微通道反应器本体7的内部设置有若干条横向和纵向正交的微通道。

微通道反应器本体7为方形，其内部有若干条正交的微通道，包括纵向的氢源材料微通道18和横向的热载体通道20，上方和下方的热载体通道20用密封钢板15密封，左右两侧的氢源材料通道18用密封钢板19密封；氢源材料微通道18内有催化剂涂层16。

所述氢源材料微通道和热载体通道的宽度为0.05～10mm，长度为50～1000mm。微通道反应器本体7的宽度为50～1000mm，长度为50～1000mm。根据实际需要，通过增减氢源材料微通道和热载体通道的单元数来实现微通道反应器的放大和缩小。

所述催化剂涂层16是先在氢源材料微通道18内涂覆一层AlOOH溶胶，经过煅烧生成一层γ-Al2O3涂层，然后再涂覆一层含有贵金属Pt、Rh、Ru、Pd和非贵金属Ni、Co、Mg、Ca、Fe中的一种或者多种盐类作为前驱体，通过煅烧、还原得到贵金属Pt、Rh、Ru、Pd和非贵金属Ni、Co、Mg、Ca、Fe中的一种或者多元催化剂。

所述催化剂涂层16的厚度为10～500μm。

氢源材料入口1通过输送泵32与液态氢源材料储罐31连接。