[发明专利]一种氢气水合物连续制备装置及制备方法

说明书

本发明涉及以一种氢气水合物连续制备装置及制备方法，主要应用于氢能利用中的氢气储存领域。本发明主要解决水合物法储氢在实际工业化应用中涉及到的所需气体压力高温度低、水合物生成时间长、成核具有随机性以及快速连续生成氢气水合物等问题。为进一步实现水合物法氢气固态储运技术在工业中的应用提供了理论基础，为水合固态储运技术的推广及应用具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及氢气水合物制备技术领域，尤其涉及一种氢气水合物连续生成的装置及方法，主要应用于氢能利用中的氢气储存领域。

背景技术

氢能的利用是一个新兴的行业,该行业涉及氢气的生产,储存,输送等方面。其中,氢气的储存技术在氢能的利用中起制约作用。由于传统的气体压缩、液化储氢方法需要极高的压力和极低的温度,难以满足氢气利用的要求,人们研究开发了多种新型储氢技术。其中水合物固态储氢技术作为一种很有前景的新的固态储氢方式,得到广泛关注和重视。水合物法储氢是利用水合物的笼形结构“捕获”氢气分子,从而达到储存目的,这明显不同于传统的利用固体材料储氢中的化学反应和吸附过程；此外，生成氢气水合物所需条件要低于传统储氢方法所需的条件,而且水合物储氢技术的关键在于其生成条件更容易实现,因此利用水合物法储氢可以避开苛刻的温压条件限制,从而满足储氢技术的工业需求。水合物法储氢具有储氢条件较为温和,储氢密度高,释氢速度快,储氢材料易得等优点。但由于氢气分子直径非常小,使得其和水生成水合物时要求的温度压力条件比天然气等气体生成水合物所需的温压条件苛刻,在一定压力下下才能形成稳定的Ⅱ型水合物结构。为了降低氢气水合物的生成压力,可以引入叔丁醇等水合物促进剂。

水合物储运技术的难点在于水合物生成环节，特别针对于氢气水合物，生成环节压力高，且水合物的生成具有一定的随机性；因此氢气水合物生成环节急需解决的问题有：大容量高压釜造价巨大，且水合物生成过成不可控，如水合物生成失败，会造成大量高压氢气资源被浪费，同时也会影响水合物连续生产的效率。因此，需要一种氢气水合物连续生成设备及方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有氢气水合物生成过程中大容量反应釜建造代价大、氢气水合物产量不稳定以及压缩氢气资源利用不充分等缺点，提供一种氢气水合物连续生成的装置及方法。

为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：

一种氢气水合物连续制备装置，包括：

至少2个并联设置的氢气水合反应系统，所述氢气水合反应系统包括:带夹套的水合物反应釜，水合物反应釜的顶端设有排料口，底端设有进液口，水合物反应釜的下部设有6个通气口，水合物反应釜的进液口连接溶液输送管道；氢气水合反应系统还包括第一低压氢气储罐、第一中压氢气储罐、第一高压氢气储罐、第二低压氢气储罐、第二中压氢气储罐及第二高压氢气储罐，第一低压氢气储罐、第一中压氢气储罐及第一高压氢气储罐的进气端与第二低压氢气储罐、第二中压氢气储罐及第二高压氢气储罐的出气端分别与氢气管道连接，第一低压氢气储罐、第一中压氢气储罐及第一高压氢气储罐的出气端与第二低压氢气储罐、第二中压氢气储罐及第二高压氢气储罐的进气端分别与6个所述的通气口一一对应连接；

还包括促进剂供给管道，促进剂供给管道与溶液输送管道连接，促进剂供给管道的进料端连接促进剂储罐；

还包括内通冷却液的循环换热管路，循环换热管路与水合物反应釜的夹套连接，用于与水合物反应釜换热；

还包括分别与排料口连接的水合物物料排出管道和溶液回收管道。

进一步的，水合物物料排出管道为水合物浆液收集管道。

进一步的，水合物物料排出管道为固态水合物收集管道，所述固态水合物收集管道上设有分离器，分离器设有出液口，且该出液口与溶液回收管道连接，分离器用于将固态水合物收集管道内的物料进行固液分离，分离出的固体继续由固态水合物收集管道排出，分离出的液体则由溶液回收管道排出。