[发明专利]一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的刮膜式降膜反应器

说明书

一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的刮膜式降膜反应器，包括反应器本体，反应器本体上部的侧壁在圆周方向上设有进液孔，反应器本体上部在进液孔的上方设有排气管，反应器本体的底部设有排液孔，反应器本体在进液孔处设有液体分布器，液体分布器让液体从进液孔均匀地进入到反应器本体内，反应器本体内壁涂覆有脱氢催化剂，反应器本体外壁设有保温夹套，反应器本体上设有刮膜装置，刮膜装置包括驱动单元和搅拌轴，搅拌轴竖向地设置反应器本体内，搅拌轴由驱动单元驱动转动，搅拌轴在进液孔下方设有桨叶，桨叶的外端面与反应器本体内壁留有间隙；反应器本体内在桨叶的上方设有除沫器。本发明实现气液分离，无需外置气液分离器，降低脱氢成本。

技术领域

本发明属于脱氢技术领域，具体涉及一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的刮膜式降膜反应器。

背景技术

氢能源因具有来源丰富、可再生、能量密度高和燃烧清洁等特点，被认为是为21世纪最具发展潜力的能源。氢能系统主要包括氢源开发、储氢、输氢和氢的利用技术等，其中，储氢是氢能有效利用的关键所在。有机液体储氢技术以其储氢量大、能量密度高、液态储运安全方便等优点引起了很多国家的关注,该技术有望在未来氢能储运中发挥重要作用。

有机液体氢化物储氢是借助某些不饱和的烃类(苯、甲苯、萘等)与氢气的一对可逆反应(脱氢反应和脱氢反应)来实现的。脱氢反应实现氢的储存(化学键合)，脱氢反应实现氢的释放。有机液体氢化物储氢技术具有储氢量大，储存、运输、维护、保养安全方便，便于利用现有储油和运输设备，可多次循环使用等优点。有机液体储氢有两个方向具有应用前景。一是应用于氢燃料电池汽车，汽车在加油站加注环烷烃，在车内脱氢供给给氢燃料电池，芳烃再返回加油站脱氢生产环烷烃，实现循环利用，达到绿色环保的目的。另一个应用就是利用储氢实现能源的跨季节跨地区储存和运输。氢能丰富时，通过芳烃脱氢储存氢气；氢能需求时，通过脱氢工厂脱氢。

现有技术的脱氢反应器在进行脱氢时，会出现返混现象，而降低了产物的纯度，而且进行脱氢后，还需再外加一个气液分离器对氢气进行气液分离处理，增加了脱氢处理的成本。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的刮膜式降膜反应器，具有连续化生产，压降小，无需外置气液分离器，无轴向返混等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于液态氢源材料的脱氢反应的刮膜式降膜反应器，包括反应器本体，反应器本体上部的侧壁在圆周方向上设有进液孔，反应器本体上部在进液孔的上方设有排气管，反应器本体的底部设有排液孔，反应器本体在进液孔处设有液体分布器，液体分布器让液体从进液孔均匀地进入到反应器本体内，反应器本体内壁涂覆有脱氢催化剂，反应器本体外壁设有保温夹套，反应器本体上设有刮膜装置，刮膜装置包括驱动单元和搅拌轴，搅拌轴竖向地设置反应器本体内，搅拌轴由驱动单元驱动转动，搅拌轴在进液孔下方设有桨叶，桨叶的外端面与反应器本体内壁留有间隙，桨叶旋转后将落入间隙的液体刮成一层均匀的液膜；所述反应器本体内在桨叶的上方设有让氢气穿过的除沫器。

本发明的作用原理：液态氢源材料由进液孔输入刮膜式降膜反应器，具体地液体分布器让液体从进液孔均匀地进入到反应器本体内，液态氢源材料沿反应器本体内壁向下流，催化剂反应壁流下，刮膜桨叶在驱动单元的带动下将液态氢源材料沿催化剂反应壁刮成一层均匀的液膜，达到液体均匀分布和一定程度上的强化传质的作用；液态氢源材料在指定反应温度下与反应器本体内壁上的脱氢催化剂作用下发生脱氢反应成为储氢载体，脱氢反应为吸热反应，保温夹套为脱氢反应提供热量，储氢载体达到反应器本体的底部，由排液孔排出反应器；脱氢反应生成的氢气在压力作用下由反应器本体的排气管排出，由于氢气是从液体状的氢源材料中产出的，可能氢气中会夹带少量的液滴，氢气在排出反应器本体前，氢气先穿过除沫器，夹带在氢气上的液滴会吸附于除沫器之上，从而实现气液分离。