一种液态储氢材料的脱氢反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种液态储氢材料的脱氢反应装置，包括装置底座，装置底座上固定有反应壳体，反应壳体内上部固定有上支撑架，反应壳体内下部固定有下支撑架，上支撑架和下支撑架中心之间安装有纵向的旋转轴，旋转轴上设置有若干层中空网状的桨叶，桨叶内放置有脱氢催化剂，反应壳体内壁上设有多个网状内壁载体，网状内壁载体内放置有脱氢催化剂；反应壳体底部设有排液口；反应壳体中部设有富氢液态储氢材料进口，富氢液态储氢材料进口与位于反应壳体内壁的液体分布器连通。本装置将脱氢催化剂负载在旋转桨叶和反应装置内壁，利用桨叶的旋转动力不断更新催化剂表面的富氢介质，提高脱氢反应速率，利用真空泵改变化学平衡，促进脱氢反应高效进行。

A dehydrogenation reaction device of liquid hydrogen storage material

【技术实现步骤摘要】
一种液态储氢材料的脱氢反应装置
本技术涉及新能源氢气利用领域，具体为一种液态储氢材料的脱氢反应装置。
技术介绍
氢气作为一种极易燃烧的气体，自发现以来一直被广泛研究。由于燃烧产物只有水，氢气被称为是可持续发展的优质能源。目前世界主要发达国家都加大了对氢能的研发力度，在氢气的制取、储存运输及应用方面都取得了一定进步。国内对氢能产业的发展也投入了大量的经费并给予政策优惠，2019年首次将氢能发展写入《政府工作报告》，进一步在国家战略层面对于氢能产业的发展予以支持。气态储氢和液态储氢技术虽然已进入商业化阶段，但二者未能解决氢气在储运过程中的安全隐患问题且成本较高，制约了氢能产业的发展。液态有机储氢技术通过化学反应的方式将氢气储存在非爆炸性的有机材料中，巧妙解决了氢气的安全运输问题，经济优势明显，具有广泛的应用前景。目前该技术正处于推广阶段，存在储氢材料脱氢效率不高，循环利用率低的问题。为解决有机储氢材料脱氢效率不高、循环利用率低问题，开发一种高效的液态储氢材料脱氢反应装置具有重要的经济意义和安全价值。
技术实现思路
为了解决液态储氢材料在脱氢过程中脱氢效率不高、储氢材料循环利用率低问题，本技术目的是提供一种可行的利用负载在桨叶和反应装置内壁的脱氢催化剂，提高富氢储氢材料的脱氢反应速率，利用真空泵改变脱氢反应的化学平衡，从而提高储氢材料循环利用效率的装置。本技术是采用如下技术方案实现的：一种液态储氢材料的脱氢反应装置，包括装置底座，所述装置底座上固定有反应壳体，所述反应壳体内上部固定有上支撑架，所述反应壳体内下部固定有下支撑架，所述上支撑架和下支撑架中心之间安装有纵向的旋转轴，所述旋转轴上设置有若干层中空网状的桨叶，所述桨叶内放置有脱氢催化剂，所述反应壳体内壁上设有多个网状内壁载体，所述网状内壁载体内放置有脱氢催化剂；所述反应壳体底部设有排液口；所述反应壳体中部设有富氢液态储氢材料进口，所述富氢液态储氢材料进口与位于反应壳体内壁的液体分布器连通；所述反应壳体顶部设有氢气出口和位于氢气出口处设有除沫器，所述氢气出口通过管路连接真空泵；所述反应壳体侧壁安装热电偶温度计，所述热电偶温度计连接DCS控制系统。本装置通过负载在旋转桨叶和反应装内壁的脱氢催化剂，提高储氢材料的脱氢速率，通过脱氢装置上部的真空泵改变反应压力，使脱氢反应平衡向储氢材料脱除氢气的方向移动，从而提高有机储氢材料的脱氢效率和循环利用率。脱氢反应开始后，负载在桨叶上的脱氢催化剂随着桨叶旋转，富含氢气的液态储氢材料与催化剂动态接触并完成脱氢反应，桨叶旋转过程中，催化剂表面富含氢气的储氢材料不断更新，进一步促进脱氢反应的进行，进而提高脱氢反应速率。真空泵不断抽走反应产生的氢气，从而降低了反应体系中氢气的分压，使脱氢反应平衡向储氢材料脱除氢气的方向移动，从而提高有机储氢材料的脱氢效率。本技术的优点是：液态储氢材料的脱氢反应装置利用负载在桨叶和反应装置内壁的脱氢催化剂提高脱氢反应速率，桨叶上的催化剂载体由若干空心圆柱构成网状结构，空心圆柱桨叶与搅拌轴方向垂直，反应装置内壁的催化剂载体在反应壳体内壁呈半圆柱状均匀分布。桨叶和反应壳体内壁同时负载催化剂，增加了催化剂比表面积和负载面积，促进了脱氢反应的进行。脱氢装置上部设有真空泵，利用真空泵及时抽走反应解析出来的氢气，使脱氢反应一直处于负压状态，促进脱氢反应向储氢材料脱除氢气的方向进行，提高了脱氢材料的脱氢效率，增大了储氢材料的循环利用效率，降低了运行成本。本技术设计合理，将脱氢催化剂负载在旋转桨叶和反应装置内壁，利用桨叶的旋转动力不断更新催化剂表面的富氢介质，提高脱氢反应速率，利用真空泵改变化学平衡，从而促进脱氢反应高效进行，具有很好的实际应用价值。附图说明图1表示本技术的结构示意图。图中：1-装置底座，2-反应壳体，3-保温层，4-富氢液态储氢材料进口，5-液体分布器，6-桨叶Ⅰ，7-桨叶Ⅱ，8-内壁载体，9-旋转轴，10-上支撑架，11-下支撑架，12-真空泵，13-氢气出口，14-除沫器，15-排液口，16-热电偶温度计，17-DCS控制系统。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施例进行详细说明。一种液态储氢材料的脱氢反应装置，如图1所示，包括装置底座1，装置底座1上固定有反应壳体2，反应壳体2内上部固定有上支撑架10，反应壳体2内下部固定有下支撑架11，上支撑架10和下支撑架11中心之间安装有纵向的旋转轴9，旋转轴9上设置有若干层中空网状的桨叶，桨叶内放置有脱氢催化剂，相邻层的桨叶Ⅰ6和桨叶Ⅱ7在轴向上错位分布。反应壳体2内壁上设有多个网状内壁载体8，网状内壁载体8内放置有脱氢催化剂；反应壳体2底部设有排液口15；反应壳体2中部设有富氢液态储氢材料进口4，富氢液态储氢材料进口4与位于反应壳体2内壁的液体分布器5连通；反应壳体2顶部设有氢气出口13和位于氢气出口13处设有除沫器14，氢气出口13通过管路连接真空泵12；反应壳体2侧壁安装热电偶温度计16，热电偶温度计16连接DCS控制系统17。反应壳体2外设有保温层3。该脱氢装置利用负载在旋转桨叶和反应装内壁的脱氢催化剂提高储氢材料的脱氢反应速率，通过脱氢装置上部的真空泵减小反应体系压力，使脱氢反应平衡向有利于储氢材料脱除氢气的方向移动，从而提高有机储氢材料脱氢效率和循环利用率。具体实施时，液态储氢载体的脱氢反应装置包括脱氢装置底座1，用来支撑脱氢装置本体及相关附件，底座与反应壳体2相连接，壳体外设有保温层3，确保反应体系的温度保持在设定范围内。反应壳体2上设有富氢液态储氢材料进口4，富氢液态储氢材料进入反应壳体2后，首先进入液体分布器5，分布器出来的富氢液态储氢材料与脱氢催化剂5发生脱氢反应。脱氢催化剂分别负载在桨叶Ⅰ6、桨叶Ⅱ7和内壁载体8上，桨叶载体由若干空心圆柱构成且纵向呈网状分布，旋转桨叶由若干空心圆柱载体构成，这些载体在空间上呈纵向网状分布，提高了催化剂与储氢材料的接触面积。相邻层的桨叶Ⅰ和桨叶Ⅱ纵向错层分布，旋转桨叶错层排列分布，能够降低搅拌阻力，提高搅拌效率。内壁载体呈半圆柱状分布在反应装置内壁上。该脱氢反应装置的旋转桨叶在空间上多段错位排列，与传统装置相比，这种旋转桨叶不仅增大了催化剂的负载面积，还够降低阻力，能提高传质系数，有效提高了脱氢反应速率。桨叶固定在旋转轴9上，旋转轴通过上支撑架10和下支撑架11固定。脱氢产生的氢气通过真空泵12从氢气出口13进入氢气净化工序，氢气出口设有除沫器14，用来除去夹带的液态储氢材料，脱氢后的储氢材料通过排液口15排出反应装置，供后序循环利用。脱氢反应装置设有热电偶温度计16，用来测定反应温度。DCS控制系统17与温度计、真空泵相连接，当反应不在设定范围内时，真空泵关闭，进入应急处理状态。以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征及技术的优点，本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的知识说明本技术的原理，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态储氢材料的脱氢反应装置，其特征在于：包括装置底座（1），所述装置底座（1）上固定有反应壳体（2），所述反应壳体（2）内上部固定有上支撑架（10），所述反应壳体（2）内下部固定有下支撑架（11），所述上支撑架（10）和下支撑架（11）中心之间安装有纵向的旋转轴（9），所述旋转轴（9）上设置有若干层中空网状的桨叶，所述桨叶内放置有脱氢催化剂，所述反应壳体（2）内壁上设有多个网状内壁载体（8），所述网状内壁载体（8）内放置有脱氢催化剂；所述反应壳体（2）底部设有排液口（15）；所述反应壳体（2）中部设有富氢液态储氢材料进口（4），所述富氢液态储氢材料进口（4）与位于反应壳体（2）内壁的液体分布器（5）连通；所述反应壳体（2）顶部设有氢气出口（13）和位于氢气出口（13）处设有除沫器（14），所述氢气出口（13）通过管路连接真空泵（12）；所述反应壳体（2）侧壁安装热电偶温度计（16），所述热电偶温度计（16）连接DCS控制系统（17）。/n

【技术特征摘要】
1.一种液态储氢材料的脱氢反应装置，其特征在于：包括装置底座（1），所述装置底座（1）上固定有反应壳体（2），所述反应壳体（2）内上部固定有上支撑架（10），所述反应壳体（2）内下部固定有下支撑架（11），所述上支撑架（10）和下支撑架（11）中心之间安装有纵向的旋转轴（9），所述旋转轴（9）上设置有若干层中空网状的桨叶，所述桨叶内放置有脱氢催化剂，所述反应壳体（2）内壁上设有多个网状内壁载体（8），所述网状内壁载体（8）内放置有脱氢催化剂；所述反应壳体（2）底部设有排液口（15）；所述反应壳体（2）中部设有富氢液态储氢材料进口（4），所述富氢液态储氢材料进口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，郭武杰，刘祺，李薇，
申请(专利权)人：山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14