[发明专利]一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法

说明书

本发明公开了一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法，包括如下步骤：S1、样品的温度t_x、折光率n_x和密度ρ_x的测定，S2、有机液体可用氢气量的检测，S3、可用氢气量与折光率n_x和密度ρ_x标准曲线的建立，S4、未知有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测；本发明首次建立了有机液体储氢材料可用氢气量的在线实时监测方法，该方法操作简便、成本低，可直接设置在有机液体储氢材料加氢、脱氢试验及生产装置的管线上，也可设置在加注站输送管路中，实现储氢材料的可用氢气量的在线监测；可推广及应用于各类储氢材料的可用氢气量的监测场景中；本发明中在线实时监测方法适用于大批量、连续的监测，该方法快速、适用性广。

技术领域

本发明属于氢气储存技术领域，具体涉及一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法。

背景技术

氢气是一种高效的清洁能源，其储存与运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常见的储氢方法有高压气态储氢、液体储氢、金属储氢和有机液体氢化物储氢等。有机液体储氢是通过加氢反应将氢气固定到烃、炔烃以及某些不饱和芳香族有机化合物，并形成稳定的氢化有机化合物液体，如苯-环己烷、甲基苯-甲基环己烷等。当到达用户端时，载氢的有机液体化合物通过催化反应释放出氢气，脱氢后的有机液体还可以继续进行加氢反应储存氢气，并再次脱氢释放氢气循环使用。有机液体储氢材料具有较高的储氢质量和体积储氢密度，且在常温常压下呈液态，可以像汽柴油一样在常温常压下存储和运输，利用现有汽柴油运输方式和加油站设施，可使储运过程安全、高效、使得氢能规模利用的成本大幅降低。不同有机液体储氢材料的理论储氢质量，如下表1所示：

表1不同有机液体储氢材料的理论储氢质量

有机液体储氢材料的实际可用氢气量并非为理论储氢量。在试验或生产有机液体储氢材料的加氢和脱氢反应过程中，重点会监测材料的可用储氢量的变化，同时还需连续监测，以此判断材料的加氢或脱氢反应的完成情况。在有机液体储氢材料的循环使用以及在加氢站内加注的应用场景时，液体储氢材料的可用氢气量也是重要的经济评价指标。

现有可以采用的有机液体储氢材料的储氢密度的检测方法为团体标准 T/CAB1038 2020《氢化液体有机储氢载体储氢密度测量方法排水法》，该方法需要在一定的脱氢反应装置及一定的反应条件下进行，原理是通过排水的方式收集有机液体材料经催化剂脱氢释放出的氢气，经过量测，转换为氢气质量与有机液态储氢材料的质量比值为可用储氢量；但该方法需取样在实验室离线检测，且单次检测时间长，操作复杂与繁琐，不能连续在线监测，在连续性的生产及试验过程中，以及在加注站的应用场景时，无法普及与应用；因此有必要研发一种准确及在线的监测有机液体储氢材料可用氢气量的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法。解决现有的检测方法需取样在实验室离线检测，且单次检测时间长，操作复杂与繁琐，不能连续在线监测，在连续性的生产及试验过程中，以及在加注站的应用场景时，无法普及与应用等问题。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法，包括如下步骤：

S1、样品的温度t_x、折光率n_x和密度ρ_x的测定：开启监测装置的输液泵，使有机液体储氢材料中的有机液体流过检测器，读取并记录在线监测装置中检测器测定的温度t_x值、折光率n_x值和密度ρ_x值，在读值的同时，分别收集从检测器中流出的有机液体；

S2、有机液体可用氢气量的检测：将步骤S1得到的有机液体进行前处理，然后采用GC-MS进行分析，得到有机液体中可用氢气量；