[发明专利]一种溶氢设备和溶氢方法

权利要求书

1.一种溶氢设备，包括溶氢设备壳体，其特征在于：溶氢设备壳体内部包含若干并联溶氢组件；所述的溶氢组件为腔体结构，沿物料流动方向依次为初步溶氢段、加速溶氢段和氢气释放段，各段之间相互贯通；其中加速溶氢段为锥形收缩结构，加速溶氢段的起始端连接高压氢分散设备，氢气释放段的中后部设置气相出口，氢气释放段末端设置液相出口；所述的高压氢分散设备用于将氢气通过含有纳/微米孔道的分散介质分散到油相中，形成富氢气液混合物料；所述的含有纳/微米孔道的分散介质为膜管微分散器或微孔材料；高压氢分散设备包含将高压氢气引入的高压氢进料管线、将油相引入的油相引入管线和将富氢气液混合物料引出至加速溶氢段起始端的引出管线；在加速溶氢段，来自初步溶氢段的溶解氢物流与切向引入的富氢气液混合物料沿腔体呈螺旋式前进运动，沿加速溶氢段的管壁运动，气体在加速溶氢段的横截面中心运动，形成一种携带了大量氢气的“油包气”型流体。

2.根据权利要求1所述的溶氢设备，其特征在于：初步溶氢段起始端连接原料油进料管线和氢气进料管线，引入的氢气和原料油经初步溶氢段内部装有强化流体扰动组件混合为溶解氢物流。

3.根据权利要求2所述的溶氢设备，其特征在于：所述的初步溶氢段为圆筒形、圆锥形或方形中的一种；所述强化流体扰动组件为SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片或多孔板片中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的溶氢设备，其特征在于：所述的加速溶氢段的收缩角为10°～30°。

5.根据权利要求1所述的溶氢设备，其特征在于：所述的氢气释放段为一定长度的管状结构，管状结构的截面形状为方形、圆形、多边形或椭圆形。

6.根据权利要求5所述的溶氢设备，其特征在于：管状结构为直管和/或弯管，所述的弯管为S形、U形或螺旋形中一种或几种。

7.根据权利要求1所述的溶氢设备，其特征在于：所述的加速溶氢段的长度与氢气释放段的长度比为1：1～1：20；其中所述的加速溶氢段的长度为锥形收缩结构的中心轴长度，所述氢气释放段的长度指物料在氢气释放段实际流过的距离。

8.根据权利要求1所述的溶氢设备，其特征在于：氢气释放段的气相出口与氢气微分散设备连接，氢气微分散设备经管线再与初步溶氢段相连接。

9.一种溶氢方法，其特征在于：该方法采用了权利要求1~8任一权利要求所述的溶氢设备。

10.一种溶氢方法，其特征在于包括如下内容：（1）首先原料油与氢气在初步溶氢段进行混合溶解，得到溶解氢物流；（2）将（1）形成的溶解氢物流引入加速溶氢段，与自加速溶氢段切向引入的富氢气液混合物料混合，溶解氢物流沿加速溶氢段管壁裹挟富氢气液混合物料呈螺旋式前进运动，形成一种“油包气”型流体；（3）“油包气”型流体流经氢气释放段，将“油包气”流体中的逃逸氢气释放、排出，得到含有大量氢气的稳定 “油包气”型流体。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的原料油为馏程在130~550℃范围内任意馏分的烃类原料。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的原料油选自石脑油、重整生成油、航煤、柴油、蜡油、润滑油、常压渣油、脱沥青油、生物柴油、动物油或植物油中的一种或多种。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的氢气进行预分散后再进入初步溶氢段与原料油混合溶解，预分散的氢气的气泡尺寸为100～1000nm。