一种储存焦炉煤气中氢气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种储存焦炉煤气中氢气的装置，包括储氢装置底座（1），储氢装置底座（1）上支撑有壳体（2），壳体（2）内底部安装支撑架（5），支撑架（5）上逐层堆放负载加氢催化剂载体（4），壳体（2）底面设有排液口（11），排液口（11）安装取样阀门（12），排液口（11）通过管路与回流泵（13）连接，回流泵（13）与换热器（15）的管程进口连接，换热器（15）的管程出口通过管路与壳体（2）上部的液态储氢材料进口（16）连接。该装置通过加氢反应催化剂控制加氢过程，杂质气体不与有机储氢材料发生化学反应，在储氢的同时也提纯了氢气，能耗低，在化工副产品储氢、制氢、运氢领域具有较好的应用前景。

A device for storing hydrogen in coke oven gas

【技术实现步骤摘要】
一种储存焦炉煤气中氢气的装置
本技术涉及氢气存储领域，具体为一种储存焦炉煤气中氢气的装置，利用有机储氢材料与氢气发生化学反应，通过化学键将焦炉煤气中的氢气储存起来，利用真空泵将物理吸附在有机储氢材料中杂质气体进一步脱除。
技术介绍
氢能是一种重要的可持续发展能源，近年来在全球范围内掀起了氢能产业发展的热潮，氢气的储存在氢能发展过程中起着至关重要的作用。根据2018年《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》，未来氢能在我国终端能源的消费比例将达到10%。国内外目前运行的加氢站，大多采用高压气瓶储存氢气，储氢设施占地面积大、储存成本高，安全隐患大，制约了氢能产业的发展。随着氢燃料电池汽车的不断增加，我国氢能的储氢设施的缺口将会越来越大，降低储氢成本成为亟待解决的问题。焦炉煤气中的氢气含量在55%左右，根据煤种不同氢气含量略有差异。我国焦炉煤气资源十分丰富，但通过焦炉煤气制取的氢气难以达到氢燃料电池汽车的氢气的纯度要求，而且储氢工艺复杂、成本较高、安全隐患大。为解决焦炉煤气制取的氢气难以达到氢燃料电池汽车的氢气的纯度要求，而且储氢工艺复杂、成本较高、安全隐患大的问题，开发一种低能高效的氢气提纯及储存技术具有重要意义。
技术实现思路
本技术是为了解决目前焦炉煤气制取氢气中储氢工艺复杂、成本较高、安全隐患大的问题，提供了一种可行的利用有机储氢材料与氢气的发生化学反应，通过化学键将焦炉煤气中的储存起来，进而将氢气与杂质气体分离，利用真空泵将物理吸附在有机储氢材料中的杂质气体进一步脱除的储氢装置。本技术是采用如下技术方案实现的：一种储存焦炉煤气中氢气的装置，包括储氢装置底座，所述储氢装置底座上支撑有壳体，所述壳体内底部安装支撑架，所述支撑架上逐层堆放负载加氢催化剂载体，所述壳体底面设有排液口，所述排液口安装取样阀门，所述排液口通过管路与回流泵连接，所述回流泵与换热器的管程进口连接，所述换热器的管程出口通过管路与壳体上部的液态储氢材料进口连接，所述液态储氢材料进口与位于壳体内顶部的雾化器连接，所述雾化器位于负载加氢催化剂载体的表层上方，所述壳体顶面设有气体出口，所述壳体内位于气体出口处安装有除沫器，所述壳体底部位于支撑架下方设有焦炉煤气进口。所述壳体上安装多个热电偶温度计。所述壳体外设有保温层。所述气体出口通过管路连接有真空泵。该装置利用有机储氢材料与氢气的发生化学反应，将焦炉煤气中的氢气储存起来，有机储氢材料经雾化器雾化后与氢气在加氢催化剂表面进行加氢反应，加氢装置底部设有回流泵，未饱和的加氢储氢材料通过回流泵循环至雾化后再次回到加氢反应装置，进一步与焦炉煤气中的氢气进行化学反应，直至有机储氢材料的不饱和键全部处于饱和状态。而且氢气储存装置顶部设有利用真空泵，待加氢反应完成后，通过利用真空泵将物理吸附在有机储氢材料中的杂质气体脱除。本技术具有如下特点：1、该加氢装置利用有机储氢材料与氢气的发生化学反应，生成富含氢气的饱和储氢材料并将焦炉煤气中的氢气储存起来，有机储氢材料经雾化器雾化后与氢气在加氢催化剂表面进行加氢反应，极大提高了有机储氢材料在催化剂表面的分散程度，增强了传质系数，有利于加氢反应的高效进行。2、该加氢装置底部设有回流泵，未饱和的加氢储氢材料通过回流泵循环至雾化后再次回到加氢反应装置，进一步与焦炉煤气中的氢气进行化学反应，该装置结构紧凑，氢气提取速率高，有效提高了有机储氢材料的利用效率。本技术设计合理，与传统提取氢气的装置及方法相比，该装置通过加氢反应催化剂控制加氢过程，杂质气体不与有机储氢材料发生化学反应，在储氢的同时也提纯了氢气，提供了新的制氢的方法，工艺流程简单，能耗低，在化工副产品储氢、制氢、运氢领域具有较好的应用前景。附图说明图1表示本技术的结构示意图。图中：1-储氢装置底座，2-壳体，3-保温层，4-负载加氢催化剂载体，5-支撑架，6-热电偶温度计，7-焦炉煤气进口，8-雾化器，9-气体出口，10-除沫器，11-排液口，12-取样阀门（作为有机储氢材料取样口及饱和后的有机储氢材料排出口），13-回流泵，14-真空泵，15-换热器，16-液态储氢材料进口。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施例进行详细说明。一种储存焦炉煤气中氢气的装置，如图1所示，包括储氢装置底座1，储氢装置底座1上支撑有壳体2，壳体2外设有保温层3。壳体2内底部安装支撑架5，支撑架5上逐层堆放负载加氢催化剂载体4，壳体2底面设有排液口11，排液口11安装取样阀门12，排液口11通过管路与回流泵13连接，回流泵13与换热器15的管程进口连接，换热器15的管程出口通过管路与壳体2上部的液态储氢材料进口16连接，液态储氢材料进口16与位于壳体2内顶部的雾化器8连接，雾化器8位于负载加氢催化剂载体4的表层上方。壳体2上安装多个热电偶温度计6。壳体2顶面设有气体出口9，壳体2内位于气体出口处安装有除沫器10，气体出口9通过管路连接有真空泵14。壳体2底部位于支撑架5下方设有焦炉煤气进口7。具体实施时，各种管路上均安装有截止阀（图中未画出）。装置底座1用来支撑氢气提取装置本体及相关附件，底座与氢气存储装置壳体2相连接，壳体外设有保温层3，用来降低反应体系的热损失。反应装置内部装有加氢催化剂，用来提高加氢催化反应速率，加氢催化剂负载在若干空心圆柱形载体上，负载加氢催化剂载体4逐层放置在支撑架5上，催化剂床层设有热电偶温度计6，用来测定反应体系的温度。携带有氢气的焦炉煤气由焦炉煤气进口7进入，液态储氢材料首先通过液态储氢材料进口16（安装有三通）注入该储氢装置，液态储氢材料通过雾化器8分散成小液体后，与焦炉煤气在氢气存储装置内逆流接触，并在加氢催化剂表面发生加氢反应，从而将焦炉煤气中的氢气提取出来。未参加反应的气体从装置气体出口9排出，气体出口设有除沫器10，用来脱除气体中夹带的液体储氢材料。发生加氢反应后的富氢有机储氢材料从排液口11排出，排液口设有有机储氢材料取样口（打开取样阀门12即可取样），用来分析富氢储氢材料的饱和程度。未饱和的液态储氢材料通过回流泵13返回至雾化器8，重复以上过程，直至有机储氢材料达到饱和状态，然后从排液口11经过取样阀门12输送至脱氢工序，经过脱氢处理后可得到高纯氢气。气体出口设有真空泵14，待有机储氢材料达到饱和状态时，打开真空泵14，通过真空减压脱除溶解在有机储氢材料中的杂质气体。换热器15为有机储氢材料提供热量，使加氢反应温度控制在一定范围内。上述储存焦炉煤气中氢气的装置利用有机储氢材料与氢气的发生化学反应，将焦炉煤气中的氢气储存起来，利用真空泵将物理吸附在有机储氢材料中杂质气体脱除。该装置通过加氢反应催化剂提高加氢反应速率，将焦炉煤气中的氢气储存在有机储氢材料中，在储氢过程中也提纯了氢气，为焦炉煤气制氢提供了新的方法。并且，饱和有机储氢材料不属于危险品和爆炸品，解决了目前长管拖车运输氢气存在的安全隐患。以上仅为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储存焦炉煤气中氢气的装置，包括储氢装置底座（1），所述储氢装置底座（1）上支撑有壳体（2），所述壳体（2）内底部安装支撑架（5），所述支撑架（5）上逐层堆放负载加氢催化剂载体（4），所述壳体（2）底面设有排液口（11），所述排液口（11）安装取样阀门（12），所述排液口（11）通过管路与回流泵（13）连接，所述回流泵（13）与换热器（15）的管程进口连接，所述换热器（15）的管程出口通过管路与壳体（2）上部的液态储氢材料进口（16）连接，所述液态储氢材料进口（16）与位于壳体（2）内顶部的雾化器（8）连接，所述雾化器（8）位于负载加氢催化剂载体（4）的表层上方，所述壳体（2）顶面设有气体出口（9），所述壳体（2）内位于气体出口处安装有除沫器（10），所述壳体（2）底部位于支撑架（5）下方设有焦炉煤气进口（7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种储存焦炉煤气中氢气的装置，包括储氢装置底座（1），所述储氢装置底座（1）上支撑有壳体（2），所述壳体（2）内底部安装支撑架（5），所述支撑架（5）上逐层堆放负载加氢催化剂载体（4），所述壳体（2）底面设有排液口（11），所述排液口（11）安装取样阀门（12），所述排液口（11）通过管路与回流泵（13）连接，所述回流泵（13）与换热器（15）的管程进口连接，所述换热器（15）的管程出口通过管路与壳体（2）上部的液态储氢材料进口（16）连接，所述液态储氢材料进口（16）与位于壳体（2）内顶部的雾化器（8）连接，所述雾化器（8）位于负载加氢催化剂载体（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭武杰，陈钢，贾文，杨海晶，
申请(专利权)人：山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14