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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储氢材料的催化脱氢,具体涉及一种储氢材料的脱氢方法。
技术介绍
1、随着全球工业化的迅速发展,人类对煤、石油、天然气等传统化石能源的需求不断增长,且导致二氧化碳的排放量不断增加,新的时代要求下,旨在将能源结构由传统化石能源向清洁能源转变。在这个转变过程中,传统的燃煤电站将逐步退却为辅助电源,风光等清洁能源的比重将逐渐增加。然而风光等能源具有间歇性和波动性,其电力系统的功率具有很强的不稳定性。因此需要发展与能源变革相对应的储能系统。氢能作为清洁的二次能源,具有来源充足,高热值,高转化率等优势,广泛的用于燃料电池,加氢反应等
将氢能作为能源载体,发展氢电耦合技术是保证能源稳定输出的重要一环。
2、然而,由于氢气独特的物化性质,其储存和运输一直是阻碍氢能大规模发展和利用的主要技术壁垒。目前的储氢方式主要有,高压气态储氢、低温液态储氢、固体材料储氢和有机液体储氢。在不同的储氢技术中,有机液体储氢技术是利用不饱和有机液体进行可逆的加脱氢反应来实现氢气的储存和释放,具有技术安全、储氢密度高、且能与现有的油气运输和储存设备相匹配,可以实现在常温常压下对氢气的大规模、长距离运输。
3、目前有机液体储氢载体主要有二苄基甲苯、甲苯和含n杂环化合物等。含n杂环类储氢载体由于其较低的脱氢温度和较高的储氢容量而备受关注,尤其是12h-氮乙基咔唑。现有技术中采用的含n杂环类咔唑及其衍生物主要来自煤焦油提取,原料中含有微量的s、cl、br等杂质,这些杂质对催化剂具有一定的毒害作用,影响催化剂的使用寿命,需要频繁的
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的含n杂环类储氢材料脱氢过程中催化剂耐杂质性能差,单程运转周期短的问题,提供一种储氢材料的脱氢方法,该方法具有脱氢效率高、产品氢气纯度好、单程运转周期长的特点。
2、为了实现上述目的,本专利技术提供一种储氢材料的脱氢方法,所述方法包括:
3、在脱氢反应条件下,将储氢材料依次与第一脱氢催化剂和第二脱氢催化剂接触;
4、其中,所述储氢材料包括含氢化的含n杂环类储氢材料以及杂质组分;
5、所述第一脱氢催化剂包括第一载体和负载在所述第一载体上的第一活性组分,所述第一活性组分为cu;
6、所述第二脱氢催化剂包括第二载体和负载在所述第二载体上的第二活性组分,所述第二活性组分为贵金属中的至少一种;
7、所述第一脱氢催化剂与第二脱氢催化剂的体积比为1:(1-9)。
8、优选地,所述杂质组分选自s、cl和br中的至少一种;以所述储氢材料的总量为基准,s元素的含量为3-7ppm,cl元素的含量为1-4ppm,br元素含量为2-5ppm。
9、现有技术中采用的含n杂环类咔唑及其衍生物主要来自煤焦油提取,原料中含有微量的s、cl、br等杂质,这些杂质对催化剂具有一定的毒害作用,影响催化剂的使用寿命,需要频繁的停车再生,从而影响工业运转效率。
10、本专利技术将cu催化剂与贵金属催化剂按照1:1-9的特定装填比例进行级配,使含有杂质组分储氢材料依次与第一脱氢催化剂和第二脱氢催化剂接触进行脱氢反应,通过级配的催化剂在长时间寿命测试中表现出更稳定的活性和产品氢纯度,分析其原因可能是由于cu催化剂中的活性组分铜的存在能够对储氢材料中的s、cl、br等杂质组分起到一定的吸附作用,减少了对贵金属催化剂的毒害作用。本专利技术提供的脱氢方法能够适应含有杂质组分的储氢材料,一方面提高反应的稳定性,避免催化剂的频繁再生;另一方面有利于扩展储氢原料的来源选择,节省原料的纯化步骤,提高整体工艺的经济性。
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1.一种储氢材料的脱氢方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述杂质组分选自S、Cl和Br中的至少一种;
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述含N杂环类储氢材料选自取代或未取代的咔唑类化合物,优选为咔唑、N-乙基咔唑、N-甲基咔唑、N-丙基咔唑和N-丁基咔唑中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其中,所述第一脱氢催化剂与第二脱氢催化剂的体积比为1:(1.5-4)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法,其中,所述脱氢反应条件包括:温度为160-250℃,优选为170-230℃;反应压力为0-0.2MPa,优选为0.09-0.11MPa,储氢材料的体积空速为0.2-2h-1,优选为0.4-1h-1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,所述方法还包括:在所述接触前,将第一脱氢催化剂进行第一还原处理;和/或,
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法,其中,所述方法还包括:在所述接触之前,采用含氢气氛对第一脱氢催化剂和第二脱氢催化
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法,其中,所述第一载体和第二载体各自独立地选自Al2O3、TiO2、SiO2和MgO中的至少一种,优选为Al2O3。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中,以所述第一脱氢催化剂的总量为基准,所述第一载体的含量为70-95wt%,以元素计的第一活性组分的含量为5-30wt%;
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法,其中,所述第二活性组分为Pd和/或Pt,优选为Pd;
...【技术特征摘要】
1.一种储氢材料的脱氢方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述杂质组分选自s、cl和br中的至少一种;
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述含n杂环类储氢材料选自取代或未取代的咔唑类化合物,优选为咔唑、n-乙基咔唑、n-甲基咔唑、n-丙基咔唑和n-丁基咔唑中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其中,所述第一脱氢催化剂与第二脱氢催化剂的体积比为1:(1.5-4)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法,其中,所述脱氢反应条件包括:温度为160-250℃,优选为170-230℃;反应压力为0-0.2mpa,优选为0.09-0.11mpa,储氢材料的体积空速为0.2-2h-1,优选为0.4-1h-1。
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【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,
申请(专利权)人:盐城海望氢能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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