[发明专利]提供高纯度氢气的系统、移动式供氢系统和分布式供氢装置

说明书

本发明涉及氢能领域，公开了一种提供高纯度氢气的系统、移动式供氢系统和分布式供氢装置，包括：有机液体储氢原料储存和供应装置，用于储存有机液体储氢原料和向脱氢反应器提供有机液体储氢原料；脱氢后液体储存装置，用于储存有机液体储氢原料脱氢后得到的液体产物；脱氢反应器装置，用于将有机液体储氢原料在脱氢催化剂的作用下进行脱氢反应；冷却分离装置，用于将脱氢反应产物分离得到富氢气体产物和液体产物；储氢‑供氢装置，用于将富氢气体与储氢合金在低温低压下接触吸氢，吸附饱和后加热脱氢；任选的吹扫装置；氢气供应装置。该系统可生产高纯度氢气，还可利用有机液体为储氢原料，解决氢气运输成本高、储氢密度低、安全性差的问题。

技术领域

本发明涉及氢能领域，具体涉及一种提供高纯度氢气的系统、移动式供氢系统和分布式供氢装置。

背景技术

随着社会的进步、工业的发展和人们物质生活水平的提高，能源的需求也与日俱增。由于目前使用的能源主要来自化石燃料，如煤、石油和天然气等，而其不可避免地污染环境，再加上其储量有限，所以寻找可再生的绿色能源追在眉睫。氢气作为可再生能源，不仅能效高，而且几乎不产生废弃物，发展氢气有望成为提高能效，降低石油消费、改善生态环境、保障能源安全的重要途径，那么可持续、高效率的规模制氢技术的开发，已成为氢能时代的迫切需求。利用氢气为燃料电池充电，可以将氢气存储起来，直接通过燃料电池转换为电能。与传统燃用汽油或柴油的汽车相比，采用氢燃料电池装置的汽车能量转化效率高达60～80％，为普通汽油或柴油内燃机的2～3倍；该电池装置污染少，噪音小，电池组装可大可小，使用灵活方便。但氢能利用需要解决以下三个问题：氢的获取、储运和应用，而氢的储运则是氢能应用的关键。氢在通常条件下以气态形式存在，且易燃、易爆、易扩散，使得人们在实际应用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失问题，这就给储存和运输带来很大的困难。氢作为一种燃料，必然具有分散性和间歇性使用的特点，因此必须解决储存和运输问题。实际应用要求储氢技术具有储氢密度高(包含质量储氢密度和体积储氢密度)、使用方便、能耗少、安全可靠等特性。

现有的燃料电池加氢站一般为外供氢加氢站。外供氢加氢站采用工业副产氢气进行提纯，并将提纯后的氢气采用高压气态进行存储。然而，工业副产氢气一般需要从生产场地通过高压气态运输到加氢站，氢气运输成本较高，且长距离运输也存在一定的交通安全隐患；对工业副产氢气进行提纯的成本较高；采用高压气态存储氢气，储氢罐成本高，占地面积大，也存在较大的安全隐患。综上所述，现有的燃料电池加氢站占地面积大，建设成本高，且具有较大的安全隐患。另一方面，正在开发的电解水来制造氢，储存于储氢罐中，供给在燃料电池汽车上的储氢容器。根据这样的系统，需要大量的电力，制氢效率低。有研究分析得出，电解水制氢的生产消耗构成中，原材料(主要为电费投入)占比高达81.9％，致使水电解制氢在整体制氢市场所占份额很小。

如果能够将氢分子吸附在某种载体上，实现常温常压下的安全储存，待使用时，能将氢在温和条件下，可控地释放，则可有效地、安全使用氢能。因此，全球主要的工业国家都在研发基于常温常压的液态有机储氢技术。以德国为例，开发的液态有机储氢技术能够实现较温和条件下的吸、放氢循环，但释放的氢气时含有毒害燃料电池的副产物气体产生，同时存在容量低及使用不方便等重要缺陷。因而这种储氢技术规模化应用受到制约。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的氢气不易储运，有机储氢化合物释放的氢气因含有有机化合物不适合直接使用，现有的燃料电池加氢站占地面积大，建设成本高，且具有较大的安全隐患的问题，提供一种提供高纯度氢气的系统、移动式供氢系统和分布式供氢装置，该系统不仅可以生产高纯度高压氢气，还可以利用有机液体为储氢原料，解决现有氢气运输过程中成本高、体积储氢密度低、安全性差的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种提供高纯度氢气的系统，该系统包括：

有机液体储氢原料储存和供应装置，用于储存有机液体储氢原料和向脱氢反应器提供有机液体储氢原料；

脱氢后液体储存装置，用于储存有机液体储氢原料脱氢后得到的液体产物；