【技术实现步骤摘要】
本技术涉及液态储氢，具体涉及一种基于液态有机储氢脱氢技术的能源系统。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(sofc)是一种直接将燃料化学能转换为电能的能量转换装置，能量转化效率高，而且具备燃料适应性广、清洁无污染、全固态结构、不使用贵金属催化剂等优点。sofc能够对氢能进行绿色高效利用，为实现我国碳达峰、碳中和目标做出重要贡献。但是固体氧化物燃料电池的发电效率往往在50％左右，剩余的能量以热的形式浪费了。
2、目前较为成熟且前景较好的储氢技术有高压气态储氢、低温液态储氢、固态合金储氢和有机液态储氢。高压气态储氢和低温液态储氢存在安全风险大、体积储氢密度不高、加压或者液化能耗高等缺点，而固态合金储氢技术的储氢材料往往放氢温度较高，能耗高，增加成本。有机液态储氢技术在氢气储运时不需要耐压容器和低温设备，通过脱氢反应即可产生并释放氢气，在安全性、储氢密度、储运效率上极具优势。现有的有机液态储氢技术中，脱氢反应释放氢气时需要吸收热量，因此在现有的技术中，脱氢系统往往需要外部的辅助加热，导致能耗偏高。此外，脱氢后产生的贫氢材料本身的热量通常不能得到有效利用，能量利用率低。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题之一，本技术提供了一种基于液态有机储氢脱氢技术的能源系统，可以将固体氧化物电池与有机液态储氢脱氢系统进行耦合，实现固体氧化物燃料电池的余热利用以及sofc耦合液态有机储氢脱氢体系中精确的热量管理。
2、本技术的技术方案如下：
3、一种基
4、储氢单元，其用于存储液态有机富氢材料；
5、脱氢单元，其用于使所述液态有机富氢材料进行脱氢反应，得到氢气和有机储氢材料；
6、气液分离单元，其用于分离所述脱氢单元产生的氢气和有机储氢材料；
7、燃烧单元，其包括固体氧化物燃料电池，所述固体氧化物燃料电池以所述脱氢单元产生的氢气为燃料进行燃烧并产生燃烧尾气；
8、热量分配单元，其包括1个热量分配装置，所述热量分配装置用于将所述脱氢单元得到的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述脱氢单元和燃烧单元。
9、进一步地，所述脱氢单元包括加热装置和脱氢反应器，所述加热装置用于将来自所述储氢单元的液态有机富氢材料加热至脱氢反应温度，所述脱氢反应器中含有脱氢催化剂。
10、进一步地，所述储氢单元与所述脱氢单元的加热装置之间还连接有第一调节装置，所述第一调节装置用于调节从所述储氢单元进入所述脱氢单元的液态有机富氢材料的流速和/或压力。
11、进一步地，所述气液分离单元包括气液分离器、储气罐和储液罐，所述气液分离器用于分离所述脱氢单元产生的氢气和有机储氢材料，所述储气罐用于接收从所述气液分离器分离出的氢气，所述储液罐用于接收从所述气液分离器分离并冷却后的有机储氢材料。更进一步地，所述气液分离单元与所述脱氢反应单元中的脱氢反应器直接相连。
12、进一步地，所述气液分离单元的气液分离器与所述储气罐之间还连接有第二调节装置，所述第二调节装置用于防止所述储气罐中的氢气回流至所述气液分离器中。优选地，所述第二调节装置为单向调节装置，例如背压阀。
13、进一步地，所述气液分离单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与脱氢产生的有机储氢材料进行热量交换，并将热量传输至所述热量分配单元。
14、进一步地，所述燃烧单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与固体氧化物燃料电池产生的燃烧尾气进行热量交换，并将热量传输至所述热量分配单元。
15、进一步地，所述系统还包括预热单元，所述预热单元被配置为：在氢气进入所述固体氧化物燃料电池之前，对氢气进行预加热处理。进一步地，所述预热单元与所述固体氧化物燃料电池直接相连。更进一步地，所述预热单元与所述气液分离单元的储气罐之间连接有第三调节装置，所述第三调节装置用于调节进入所述固体氧化物燃料电池单元的氢气的压力和/或流速。
16、进一步地，所述热量分配单元中的热量分配装置用于将所述脱氢单元产生的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述脱氢单元中的脱氢反应器和燃烧单元，以维持所述脱氢反应器的工作温度和所述固体氧化物燃料电池的工作温度。
17、进一步地，所述热量分配装置与所述气液分离器之间、所述热量分配装置与所述固体氧化物燃料电池之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与所述有机储氢材料和燃烧尾气进行热量交换，并将有机储氢材料冷却产生的热量以及燃烧尾气的热量传输至所述热量分配单元。
18、进一步地，所述热量分配单元中的热量分配装置还用于将所述脱氢单元得到的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述脱氢单元中的加热装置，以将所述液态有机富氢材料加热至脱氢反应温度。
19、进一步地，所述热量分配单元中的热量分配装置还用于将所述脱氢单元得到的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述预热单元，以加热进入固体氧化物燃料电池的氢气。
20、进一步地，所述系统还包括：第一辅助加热装置、第二辅助加热装置、第三辅助加热装置和第四辅助加热装置；所述第一辅助加热装置用于在系统启动时，所述液态有机富氢材料无法达到脱氢单元的最佳工作温度时，辅助所述脱氢单元中的加热装置对液态有机富氢材料进行加热；所述第二辅助加热装置用于加热所述脱氢反应器使其维持所需的脱氢反应温度；所述第三辅助加热装置被配置为，当氢气无法达到所述固体氧化物燃料电池的工作温度时，辅助所述预热单元对氢气进行加热；所述第四辅助加热装置用于在冷启动时加热所述固体氧化物燃料电池，使固体氧化物燃料电池迅速达到工作温度。
21、进一步地，所述脱氢单元中的加热装置、预热单元、第一辅助加热装置、第二辅助加热装置、第三辅助加热装置和第四辅助加热装置采用的加热方式可以相同也可以不同，可以选择本领域常规的加热方式，也可以采用本领域新型加热方式，例如：脉冲加热、微波加热、焦耳加热、导热框架加热、电磁加热等。
22、进一步地，所述第一辅助加热装置采用的加热方式为微波加热，所述第二辅助加热装置采用的加热方式为电磁加热，所述第三辅助加热装置采用的加热方式为焦耳加热，所述第四辅助加热装置采用的加热方式为脉冲加热。
23、与现有技术相比，本技术提供的系统通过将固体氧化物燃料电池与液态有机储氢脱氢单元进行耦合，可以将脱氢过程产生的热量用于维持固体氧化物燃料电池的工作温度；也可以将固体氧化物燃料电池燃烧产生的热量用于液态有机储氢材料的脱氢过程，实现了热量的最大化利用；系统结构简单，可操作性强，可以将放出的热量提供给巴士、重型卡车、高速列车、大型船舶等交通工具运行的动力，具有广阔的应用前景。
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1.一种基于液态有机储氢脱氢技术的能源系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱氢单元包括加热装置和脱氢反应器，所述加热装置用于将来自所述储氢单元的液态有机富氢材料加热至脱氢反应温度，所述脱氢反应器中含有脱氢催化剂；所述加热装置采用的加热方式独立地选自脉冲加热、微波加热、焦耳加热、导热框架加热、电磁加热中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元包括气液分离器、储气罐和储液罐，所述气液分离器用于分离所述脱氢单元产生的氢气和有机储氢材料，所述储气罐用于接收从所述气液分离器分离出的氢气，所述储液罐用于接收冷却后的有机储氢材料；
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与脱氢产生的有机储氢材料进行热量交换，并将热量传输至所述热量分配单元。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述燃烧单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与固体氧化物燃料电池产生的燃烧尾气进行热量交换
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
7.根据权利要求2或6所述的系统，其特征在于，所述热量分配单元中的热量分配装置用于将所述脱氢单元得到的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述脱氢单元中的脱氢反应器和燃烧单元，以维持所述脱氢反应器的工作温度和所述固体氧化物燃料电池的工作温度。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热量分配单元中的热量分配装置还用于将所述脱氢单元得到的有机储氢材料冷却产生的热量和所述燃烧单元产生的燃烧尾气的热量汇集并分配给所述脱氢单元中的加热装置和所述预热单元，以将所述液态有机富氢材料加热至脱氢反应温度，加热进入固体氧化物燃料电池的氢气。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一辅助加热装置、第二辅助加热装置、第三辅助加热装置和第四辅助加热装置；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一辅助加热装置采用的加热方式为微波加热，所述第二辅助加热装置采用的加热方式为电磁加热，所述第三辅助加热装置采用的加热方式为焦耳加热，所述第四辅助加热装置采用的加热方式为脉冲加热。
...【技术特征摘要】
1.一种基于液态有机储氢脱氢技术的能源系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱氢单元包括加热装置和脱氢反应器，所述加热装置用于将来自所述储氢单元的液态有机富氢材料加热至脱氢反应温度，所述脱氢反应器中含有脱氢催化剂；所述加热装置采用的加热方式独立地选自脉冲加热、微波加热、焦耳加热、导热框架加热、电磁加热中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元包括气液分离器、储气罐和储液罐，所述气液分离器用于分离所述脱氢单元产生的氢气和有机储氢材料，所述储气罐用于接收从所述气液分离器分离出的氢气，所述储液罐用于接收冷却后的有机储氢材料；
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与脱氢产生的有机储氢材料进行热量交换，并将热量传输至所述热量分配单元。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述燃烧单元与所述热量分配单元之间通过装有传热介质的管道连接，所述传热介质与固体氧化物燃料电池产生的燃烧尾气进行热量交换，并将热量传输至所述热量分配单元。
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