[发明专利]一种自热式有机液体脱氢供氢系统及其应用

权利要求书

1.一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于：包括氢氧催化燃烧器（C101）、连接催化燃烧器（C101）氢气入口的氢气缓冲罐（T106）、连接催化燃烧器（C101）氧气入口的氧气瓶（T101）和空气预热器（n101）、以及连接催化燃烧器（C101）尾气出口的脱氢反应器（R101），脱氢反应器（R101）的尾气出口与空气预热器（n101）连接；

所述的催化燃烧器（C101）由外壳和设于外壳内的预混合室、布料器和催化燃烧室组成，所述的催化燃烧室为催化板卷成的蜂窝结构，催化板以铝箔为基底，γ-Al₂O₃为中间载体，铂为活性成分；氢气缓冲罐（T106）提供的氢气与空气预热器（n101）输送的空气通过各自流道进入预混合室，经过布料器后流入催化燃烧室燃烧，尾气进入脱氢反应器（R101）供热；

所述的空气预热器（n101）上连接有冷凝器（H102），冷凝器（H102）上连接有空气缓冲罐（T102），空气缓冲罐（T102）通过离心风机（P101）连接空气预热器（n101），尾气离开脱氢反应器（R101）后再流经冷凝器（H102），冷凝水外排，尾气经空气预热器（n101）预热、通过氧气瓶（T101）补充氧气后再次进入催化燃烧器（C101）循环使用；

所述的脱氢反应器（R101）为列管式反应器，管程内填充粒径为1～3mm的Raney-Ni催化剂，脱氢时有机液体流经催化剂；

脱氢反应器（R101）上连接有原料预热器（H103），原料预热器（H103）通过原料泵（P102）连接有盛装有机液体的原料罐（T103），原料预热器（H103）通过气液分离器（T105）与氢气缓冲罐（T106）连接，气液分离器（T105）连接有载体罐（T104），原料泵（P102）提供的有机液体原料经原料预热器（H103）预热后进入脱氢反应器（R101）管程进行脱氢反应，产生的氢气与有机液体的混合物用于原料预热，混合物降温后进入气液分离器（T105），经过分离脱氢后的有机液体进入载体罐（T104）循环使用，而氢气进入氢气缓冲罐（T106），一部分供应用氢单元使用，一部分系统内部使用。

2.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的外壳为316L不锈钢，所述蜂窝的孔径0.2～1mm，孔隙率在70%～90%，所述的活性成分采用铂单质，质量分数为γ-Al₂O₃的0.5～1.5%。

3.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的脱氢反应器（R101）为316L材质，其列管内径为催化剂粒径的8倍以上。

4.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的空气预热器（n101）和原料预热器（H103）为板翅式换热器，铝制、钎焊焊接，分别为空气和有机液体原料预热。

5.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的气液分离器（T105）为立式丝网分离器；所述的冷凝器（H102）为铝制、钎焊的板翅式换热器。

6.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的空气缓冲罐（T102）和氢气缓冲罐（T106）为316L材质。

7.根据权利要求1所述的一种自热式有机液体脱氢供氢系统，其特征在于，所述的有机液体为不饱和芳香烃或杂环类化合物。

8.一种如权利要求1所述的自热式有机液体脱氢供氢系统用于有机液体脱氢，为燃料电池供氢，其特征在于：采用氧气、有机液体和脱氢供氢系统内的氢气产物作为原料，对系统进行冷启动，使氢气与氧气按下式发生催化燃烧反应

；

所述的氢气占氢空混合气体积10%以下，空速10000～20000h^-1，控制燃烧尾气的温度为280～500℃。