[發明專利]用于提供氫氣的方法、脫氫反應器和運輸容器

在審

• 申請號: 201780069652.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109923060A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·庫舍;卡斯帕·帕茨;費德里科·韋斯特拉斯;貝特霍爾德·梅爾徹;科恩琉斯·蘭迪西;馬丁·施奈德;丹尼爾·泰赫曼
• 申請（專利權）人: 海德魯基尼斯技術有限公司
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00;C01B3/22;C01B3/50
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 李慧

本發明涉及一種用于提供氫氣的方法，所述方法包括以下方法步驟：預熱至少部分氫化的氫載體材料，通過使氫載體材料至少部分地脫氫來釋放氫氣，凈化釋放的氫氣，以及冷卻和調節至少部分脫氫的氫載體材料。

相關申請的交叉引用

本申請要求德國專利申請DE 10 2016 222 596.0的優先權，其內容通過引用包含在本申請中。

技術領域

本發明涉及用于提供氫氣的方法、脫氫反應器以及運輸容器。

背景技術

由EP 1 475 349 A2已知用于在氫載體材料處存儲和釋放氫氣的方法。

發明內容

本發明的目的是，如此改進對氫氣的釋放，使得借助穩定的且可在經濟的角度下進行的方法可以提高的質量、尤其純度提供氫氣。

該目的通過具有在權利要求1中給出的特征的方法、借助具有在權利要求11中給出的特征的脫氫反應器以及借助具有在權利要求15中給出的特征的運輸容器實現。本發明的核心是，如此有利地結合為了提供氫氣所需的方法步驟，使得可在穩定且經濟的條件下從氫載體材料中釋放純度提高的氫，尤其有機液體，也稱液態有機氫載體(LOHC)。根據本發明已經發現，使至少部分氫化的氫載體材料預熱對于整個方法都是能量有效的。根據反應條件和裝載的氫載體材料，或多或少的完全卸載、即脫氫是可能的。尤其輸送的LOHC材料沒有被完全脫氫。脫氫度通常在50％和100％、優選在80％和95％之間。在脫氫之后，脫氫度例如在0％和50％之間，但是也可更大。

通過凈化釋放的氫氣，改善氫氣的品質、尤其純度。對至少部分脫氫的氫載體材料的冷卻和調節確保在存儲和操作氫載體材料時提高安全性。尤其將至少部分脫氫的載體材料冷卻到低于60℃、尤其低于50℃且尤其約40℃的目標溫度。在該溫度下可無危險地可靠操作且存儲氫載體材料、尤其LOHC。降低了安全風險。調節尤其包括從氫載體材料中除去物理溶解的剩余氫氣。根據本發明的方法尤其在小的設備中也可經濟可行的實現。這種小的設備可分散運行。作為小的設備，下面理解為可運輸的設備、尤其在運輸容器之內運輸的設備。這種小的設備具有高于5MW的功率。借助LKW、尤其沒有借助船舶、火車或管道運輸為小的設備供給氫載體材料。在任何地方以及任何時間都可靈活地在道路上運輸氫載體材料。該方法尤其可借助脫氫反應器實現，脫氫反應器可布置在已知的運輸容器中。借助運輸容器可使脫氫反應器靈活且不復雜地運輸給分散設置的使用地并且在此運行。

根據權利要求2所述的預熱使得能夠有效且直接地輸送熱量。有利的是，反應物、即，至少部分氫化的氫載體材料借助排出的脫氫產物流被預熱。脫氫產物流包括釋放的氫氣和至少部分脫氫的氫載體材料。在產物流中的潛在熱量直接用于預熱氫載體材料。提升了該方法的有效性。釋放的氫氣和至少部分脫氫的氫載體材料在例如在300℃的反應溫度下可用。通過使該反應物流直接與至少其中一種反應物流直接接觸(尤其呈逆流清洗器或噴射冷凝器形式)，除了用于提高效率的有效熱回收以外，也可分離釋放的氫氣的雜質和/或至少部分脫氫的氫載體材料的雜質。可借助產物流通過直接或間接接觸進行預熱。通過與釋放的氫氣或至少部分脫氫的氫載體材料或二者的混合物接觸可進行預熱。

根據權利要求3所述的對氫氣的釋放可為特別有利。反應條件有助于有效地釋放。

根據權利要求4所述的對釋放的氫氣的凈化是有效的。由此可確保要求的氫氣純度直至99.999％，該純度尤其被要求用于燃料電池中的氫氣或用于食品工業。根據本發明已經認識到，根據釋放的氫氣之后的使用目的能可變地進行凈化。尤其甲烷雜質對于在燃料電池中使用氫氣而言相對沒有問題。而在燃料電池中使用的氫氣中應避免一氧化碳雜質。使用氫氣作為燃料氣體的碳氫化合物雜質沒有問題，其中，碳氫化合物雜質在食品工業中是不可接受的。待分離的雜質可以是固態，液態或氣態。雜質例如可以是氫氣中氣溶膠滴的形式。