[发明专利]一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器

说明书

本发明公开了一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器，包括脱氢反应器主体、过渡区、气液分离区以及热源；过渡区位于脱氢反应器主体的顶部，且渐扩连接至气液分离区的底部；热源供热于脱氢反应器主体和气液分离区。本发明的反应器使得液态氢源材料与脱氢催化剂充分接触，确保脱氢反应进行彻底；同时完成氢气的气液分离，提供合格的氢气直接应用，简化后续氢气应用工艺。

技术领域

本发明涉及氢气储运中的脱氢技术领域，特别涉及一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器。

背景技术

化石能源存在储量有限、可再生周期长及污染等问题，因此清洁可再生能源成为开发利用的热点。氢能源是一种燃烧热值高、存量丰富、对环境无污染的绿色可持续发展能源，是公认的清洁无污染(零碳)、可再生、储量丰富的新型二次能源。目前，氢能应用的主要问题在于氢的高效存储和安全运输。常用的储氢方式有三种：(低温)液态存储、(高压)压缩气态存储和(低压)固态储氢。专利CN201510167977.7提供了一种液态氢源材料进行脱氢反应的插层式反应装置，但是，在该装置中液态氢源材料与脱氢催化剂单程接触，若要确保脱氢反应充分进行，反应釜内插层长度较长，设备规模较大，而且反应釜产生的氢气中携带大量的液体材料液滴，需要外设气液分离装置方可满足后续用氢工艺的要求，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种脱氢效率高、工艺简单、成本低的应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器，包括脱氢反应器主体1、过渡区2、气液分离区3以及热源4；过渡区2位于脱氢反应器主体1的顶部，且渐扩连接至气液分离区3的底部；热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3。

所述的脱氢反应器主体1的底部设置有底板14；脱氢反应器主体1的内部自下而上交错布置折流板16；底板14与其上方邻近的折流板16之间构成预热腔13；折流板16之间填充有负载脱氢催化剂的填料12；底板14的上方设置有入口管15，脱氢反应器主体1的顶部侧面设置有出口管11。

折流板16中错开布置有加热管17和筛孔18；折流板16的一侧不与脱氢反应器主体1的筒体相连接，形成液体通道19；邻近折流板形成的邻近液体通道之间的位置呈180°。

气液分离区3的底部设置有支撑板31，支撑板31的上部设置有负载脱氢催化剂的填料32；气液分离区3设置有加热区33；气液分离区3的顶部设置有出口管34。

气液分离区3的横截面积大于脱氢反应器主体1的横截面积。

负载脱氢催化剂的填料12，其密度自下而上逐渐降低。

支撑板31的填料32上负载的脱氢催化剂的量显著低于脱氢反应器主体1的填料12上负载的脱氢催化剂的量。

热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3，连接至底板14、折流板16和加热区33。脱氢反应器主体1的反应温度为80～300℃。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)将脱氢反应器主体与气液分离区结合成为一个整体，一体化完成脱氢及气液分离，获得的氢气可直接用于后续应用。

(2)液态氢源材料与脱氢催化剂接触反应前，先经过预热腔的预热至反应温度，确保脱氢反应有效进行。

(3)设置折流板，延长液态氢源材料的流动路径以及与脱氢催化剂的接触时间，确保脱氢反应进行地彻底。

(4)折流板上设置筛孔作为脱氢反应释放出的氢气通道，氢气气流自下而上通过水平流过的液态氢源材料，扰动液态氢源材料，使得液态氢源材料与填料上的脱氢催化剂充分接触。