[发明专利]一种站用加氢及储氢辅助设备及其控制方法

说明书

本发明公开了一种站用加氢及储氢辅助设备及其控制方法，属于站用设备领域，一种站用加氢及储氢辅助设备，包括连接于主控系统的固定床反应塔釜和分离装置，分离装置包括冷凝器和改进型气液分离器，冷凝器和改进型气液分离器之间的管线还连通有湿式气体流量计，改进型气液分离器与固定床反应塔釜之间连接有辅助设备，辅可以实现在进行气液分离后，经取样检测，不合格时，系统可控制辅助设备将改进型气液分离器中的产物回返至固定床反应塔釜中，再次经过固定床反应塔釜的充分反应，并经冷凝器返回改进型气液分离器中，经取样检测，直至合格时出气，可极大程度上提高站用加氢及储氢系统的能源利用度。

技术领域

本发明涉及站用设备领域，更具体地说，涉及一种站用加氢及储氢辅助设备及其控制方法。

背景技术

氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源，在燃料电池以及代替化石燃料等方面展现了很好的应用前景。在实际应用过程中，其储存和运输是关键。寻找高效低成本且能够规模化利用的储氢方法更是关键。现有的储氢方法大致可以分为两种，即物理法和化学法。物理法中典型的有低温液态储氢法、高压气态储氢法等。其中低温液态储氢法虽然具有较高的体积能量密度，但由于氢气的临界温度较低，氢气液化要消耗很大的冷却能量，储存中还不可避免地存在蒸发损失，储存成本较高。高压气态储氢法使用方便，但能量密度较低，且存在安全隐患。

近年来，基于化学反应法的储氢技术以其储氢量大，能量密度高，运输方便等优点引起了很多研究者的关注。理想的储氢体系应该具有较好的可逆加氢/脱氢性能。然而，现有的基于化学反应法的储氢体系普遍以下存在缺陷：储氢体系的自身凝固点(熔点)过高，在室温下呈现固态。这使得加氢后呈液态的储氢体系在脱氢过程中，经优先脱氢后所恢复的储氢体系容易凝结为固体。这些凝结物容易覆盖在脱氢催化剂表面，从而导致脱氢反应中断。

中国地质大学可持续能源实验室研究团队，在中组部第二批“千人计划”程寒松教授的带领下，在原美国工作基础上，通过长期的探索和研究，发现了一类液态有机共轭分子储氢材料，此类材料具有熔点低、闪点高、并在自制高效催化剂作用下，释放气体纯度高、脱氢温度低等特点，且循环寿命高、可逆性强，并且不产生一氧化碳等毒害燃料电池的气体。作为氢的载体，这类材料在使用过程中始终以液态方式存在，可以像石油一样在常温常压下储存和运输，完全可利用现有汽油输送方式和加油站构架。

中国专利公开号为CN105060244B公开了一种液态有机储氢载体的连续式加氢反应系统及加氢反应方法，包括进料系统、预热器、固定床反应塔釜和分离装置；进料系统通过管线与预热器入口连通，预热器出口通过管线与固定床反应塔釜入口连通，固定床反应塔釜出口通过管线与分离装置入口连通；固定床反应塔釜内部填充有加氢催化剂和惰性材料，固定床反应塔釜表面夹层内通过循环导热介质使塔釜内部保持恒定温度。本发明采用连续式加氢反应系统主要采用单管式固定床反应器，单管式固定床反应器内部填充加氢催化剂和惰性材料，液体进料系统中所有管线均设计了伴热加热控制系统，能对流经系统的液体进行温控加热，系统中设计了多套气体质量流量控制器系统，系统中的预热器设计为气液共混式预热器，有利于提高液态储氢载体的加氢效果。

但是上述专利中在进行气液分离后直接出气，虽然设置有取样器，但是不能及时对分离不完全的的产物进行回返，造成产物资源的浪费。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种站用加氢及储氢辅助设备及其控制方法，它可以实现在进行气液分离后，经取样检测，不合格时，系统可控制辅助设备将改进型气液分离器中的产物回返至固定床反应塔釜中，再次经过固定床反应塔釜的充分反应，并经冷凝器返回改进型气液分离器中，经取样检测，直至合格时出气，可极大程度上提高站用加氢及储氢系统的能源利用度。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。