一种有机液体存储罐脱氢反应器

技术领域

本发明涉及脱氢反应器技术领域，具体为一种有机液体存储罐脱氢反应器。

背景技术

氢气的储运方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储运和固态储氢四种方式，其中有机液态储运在加氢前被称为储油，加氢后被称为氢油，氢油脱氢后重新变为储油，加氢和脱氢是高度可逆的，因此该有机储氢载体可以重复使用。

中国专利公开号CN116371304A中公开了一种有机液体存储罐脱氢反应器，包括反应罐体，以及对称设置于反应罐体两侧的用于通入有机液体的第一管道和通入催化剂的第二管道，反应罐体顶端固定安装有电机，电机输出端连接有转轴，转轴底端固定连接有搅拌架，第二管道前端开口处设置有可开闭的催化剂释放结构。

上述现有技术中的脱氢反应器在进行工作时，催化剂通过间断地、少量地与氢油接触，来提高脱氢效率，但是这种方式使得使用催化剂来脱氢所耗费的时间较长。

为此，我们提出一种有机液体存储罐脱氢反应器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机液体存储罐脱氢反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机液体存储罐脱氢反应器，包括脱氢反应器的罐体，所述罐体顶部敞口且连接有罐盖，还包括：

进料管，所述进料管穿设于所述罐盖上，且下端朝所述罐体内部延伸；

预热机构，所述预热机构安装在所述进料管延伸至所述罐体内的一端上；

固定盘，所述固定盘固定连接于所述罐体内，且与所述罐体内底壁之间围成一个催化剂储存腔，所述催化剂储存腔内安置有若干第一加热器，所述固定盘上同轴转动连接有旋转套且所述固定盘端面开设有多个通槽；

旋转仓，所述旋转仓同轴连接于所述旋转套上且其内部空心，所述旋转仓穿入所述催化剂储存腔的部位开设有多个渗液孔，所述渗液孔与所述旋转仓内部相贯通，所述预热机构与所述旋转仓连通；

氢气储存机构，所述氢气储存机构用于对氢油中的氢气进行气液分离和存储。

进一步地，所述罐体外壁设有与所述催化剂储存腔贯通的排料口。

进一步地，所述旋转仓由安装于所述罐体上的步进电机驱动其旋转。

进一步地，所述预热机构包括：

上密封座，所述上密封座固接于所述进料管下端，所述上密封座内部开设有连通腔且其下端面开设有多个出液孔，所述出液孔与所述连通腔内部贯通；

支撑座，所述支撑座同轴转动连接于所述旋转套，且所述支撑座内开设有与所述旋转仓内部贯通的过渡腔，所述支撑座顶部固接有第二加热器；

下密封座，所述下密封座固接于所述第二加热器顶部，所述下密封座顶部开设有供所述上密封座自由通过的连通槽，所述连通槽内壁与所述上密封座底面之间围成一个预热储液空间，所述下密封座底部开设有多个第一连通孔，所述第一连通孔与所述预热储液空间贯通，所述支撑座开设有多个与所述过渡腔贯通的第二连通孔，所述第一连通孔和所述第二连通孔之间通过管路贯通连接。

进一步地，所述连通槽的内径自上而下依次递减。

进一步地，所述旋转仓内设有用于封堵所述第二连通孔的封堵单元。

进一步地，所述封堵单元包括：

镂空隔环，所述镂空隔环同轴转动连接于所述旋转仓内；

浮动杆，所述浮动杆竖直穿设于所述镂空隔环上，且在所述镂空隔环上自由滑动，所述浮动杆下端连接有浮球；

多个挡板，所述挡板转动连接于所述支撑座的过渡腔内壁，且与所述第二连通孔相对应；

多个铰链杆，所述铰链杆上端对应地铰接于所述挡板外壁上，且其下端铰接于所述浮动杆上端。

进一步地，所述浮动杆上套绕有复位弹簧，所述复位弹簧弹力方向两端分别弹性抵顶所述镂空隔环和所述浮球。

进一步地，所述挡板表面设有橡胶层。

进一步地，所述氢气储存机构包括：

气液分离膜，所述气液分离膜固定连接于所述罐体内，且其位于所述固定盘的上方，所述罐体外壁设有管接口；

抽气泵，所述抽气泵的进气口与所述管接口贯通连接；

储气罐，所述储气罐与所述抽气泵的出气口贯通连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置旋转仓的旋转，使得进入旋转仓内的氢油在离心力的作用下，从渗液孔高速甩出并浸入催化剂储存腔内的催化剂内，相对现有技术，由于氢油持续进入催化剂内，并且浸入催化剂内的速度较快，这样使得氢油与催化剂接触较为充分迅速，使得氢油与催化剂的脱氢反应耗时相对减少；

本发明通过设置预热机构，能够对进入旋转仓内的氢油进行初步加热，再通过第一加热器对整个脱氢反应中的氢油和催化剂进行加热，这样使得氢油受热较快，进而提升了脱氢反应的效率；

本发明通过设置封堵单元，当旋转仓内的氢油未来得及从渗液孔离心甩出时，旋转仓内的氢油液位将升高，液位升高至一定程度后，氢油在旋转仓内降温影响预热效果，因此通过封堵单元能够避免较多氢油进入旋转仓内，而导致预热后无法及时进入催化剂储存腔内被第一加热器加热，影响预热效果。

附图说明

图1为本发明中一种有机液体存储罐脱氢反应器的整体结构示意图；

图2为图1中部分结构的剖视示意图；

图3为图1中结构正视角度的剖视示意图；

图4为图3中A处局部结构的放大示意图；

图5为本发明中旋转仓、固定盘、支撑座和下密封座装配后的结构示意图；

图6为本发明中浮球、浮动杆、镂空隔环和挡板装配后的结构示意图；

图7为图6中结构的仰视角度示意图。

图中，各附图标记说明如下：1、步进电机；2、储气罐；3、抽气泵；4、进料管；5、罐盖；6、罐体；7、集气罩；8、气液分离膜；9、上密封座；10、管路；11、支撑座；12、催化剂储存腔；13、第一加热器；14、渗液孔；15、旋转仓；16、固定盘；17、下密封座；18、第二加热器；19、出液孔；20、预热储液空间；21、连通腔；22、第一连通孔；23、浮球；24、复位弹簧；25、镂空隔环；26、旋转套；27、第二连通孔；28、挡板；29、铰链杆；30、浮动杆；31、连通槽；32、通槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1－图7，本发明提供一种技术方案：一种有机液体存储罐脱氢反应器，包括脱氢反应器的罐体6，罐体6顶部敞口且连接有罐盖5，罐盖5上竖直地穿设有一个进料管4，进料管4的上端通过水管连通外部的输送泵，输送泵将含氢的有机液体（或者称为氢油）输送至进料管4内，进料管4的下端朝罐体6的内部竖直延伸，另外罐体6内壁上固定焊接一个固定盘16，固定盘16与罐体6呈同轴状态，另外固定盘16端面上开设有多个通孔形式的通槽32，另外固定盘16与罐体6内底壁之间围成一个催化剂储存腔12，罐体6外壁设有与催化剂储存腔12贯通的排料口（图中未示出），催化剂储存腔12内安置有若干第一加热器13，固定盘16上同轴转动连接有旋转套26，旋转套26上同轴连接有旋转仓15，旋转仓15下端转动连接在罐体6内底壁上，罐体6底部安装有步进电机1，步进电机1的输出轴与旋转仓15驱动连接，进而使得步进电机1驱动旋转仓15高速旋转；

旋转仓15内部空心且其穿入催化剂储存腔12的部位开设有多个渗液孔14，渗液孔14与旋转仓15内部相贯通，进料管4下端同轴固接有上密封座9，上密封座9内部开设有连通腔21且其下端面开设有多个出液孔19，出液孔19与连通腔21内部贯通，旋转套26的上端口部同轴转动连接有支撑座11，且支撑座11内开设有与旋转仓15内部贯通的过渡腔，支撑座11顶部固接有第二加热器18，本实施例中的第一加热器13和第二加热器18可以选择电加热盘，电加热盘通电后产生热量，第二加热器18的顶部焊接有下密封座17，第二加热器18通电产生热量后，将对下密封座17进行加热，下密封座17顶部开设有供上密封座9自由通过的连通槽31，连通槽31内壁与上密封座9底面之间围成一个预热储液空间20，上密封座9周缘设有一体成型的环形突出部，环形突出部的下端面与下密封座17上端面边缘抵触连接，且抵触连接面呈密封状态，下密封座17底部开设有多个第一连通孔22，第一连通孔22与预热储液空间20贯通，支撑座11开设有多个与过渡腔贯通的第二连通孔27，第一连通孔22和第二连通孔27之间通过管路10贯通连接；

进料管4内的氢油将在重力作用下，流入连通腔21内，并从多个出液孔19流入预热储液空间20内进行储存，氢油将受到下密封座17表面热量的热传递，进而对氢油进行加热，使得对氢油进行预热，预热后的氢油将从第一连通孔22进入管路10中，然后再由第二连通孔27进入过渡腔内，进入过渡腔内后，氢油将流入旋转仓15的内腔中，由于旋转仓15持续处于旋转运动，此时进入旋转仓15内腔中的氢油在离心力的作用下，由渗液孔14被高速甩入催化剂储存腔12内的催化剂内，第一加热器13启动并对催化剂储存腔12内的催化剂和氢油进行加热，进而加速氢油的脱氢反应，进一步地，连通槽31的内径自上而下依次递减，这样使得预热完毕后，氢油不易附着在连通槽31的内壁上，且相对来说使得预热储液空间20内能够储存的氢油量较大。

旋转仓15内同轴转动连接有镂空隔环25，镂空隔环25上竖直地穿设有浮动杆30，浮动杆30在镂空隔环25上自由滑动，浮动杆30下端连接有浮球23，支撑座11的过渡腔内壁上转动连接有能上下自由翻转的挡板28，且多个挡板28分别与多个第二连通孔27相对应，每个挡板28外壁上均铰接有铰链杆29，挡板28数量和铰链杆29数量相同并一一对应，且每个铰链杆29的下端铰接于浮动杆30上端，挡板28表面设有橡胶层（图中未示出），通过设置橡胶层，使得挡板28对第二连通孔27的密封效果较好；

氢油在预热后，将从第二连通孔27流入过渡腔内，然后再经由镂空隔环25的镂空部位而流入旋转仓15内部，并在离心力的作用下从渗液孔14甩出，当流入旋转仓15内的氢油量较大，即，流入旋转仓15内的氢油的流量大于旋转仓15内被甩出的氢油量时，此时旋转仓15内的氢油液位逐渐升高，由于氢油在经过预热后，在旋转仓15内储存直至被甩入催化剂储存腔12内时，没有加热源对其继续加热，导致氢油在旋转仓15内储存时间越长，温度下降较快，影响了预热效果，即，氢油在进入旋转仓15内时，其热量会下降，所以不能长时间储存在旋转仓15内，因此本实施例中，当氢油液位升高至一定程度时，将对浮球23产生朝上的推力，使得浮球23推动浮动杆30朝上移动，浮动杆30朝上移动时，将驱动铰链杆29推动挡板28朝上翻转，进而使得挡板28对第二连通孔27的口部进行封闭，阻止预热后的氢油继续流入旋转仓15内，而此时管路10中的氢油温度下降较慢（管路10中留存的氢油与正在预热的氢油是直接接触的，这样预热后的氢油中的热量会继续对管路10中的氢油进行一定程度的加热，而如果氢油流入旋转仓15内后，预热后的氢油中的热量无法继续对旋转仓15内储存的氢油进行加热，导致旋转仓15内的氢油热量呈较大的下降速度），减少对预热的影响，另外进一步地，浮动杆30上套绕有复位弹簧24，复位弹簧24弹力方向两端分别弹性抵顶镂空隔环25和浮球23，通过复位弹簧24对浮球23产生弹性抵顶，使得旋转仓15内的氢油液位下降后，复位弹簧24将驱动浮球23朝下移动，使得浮动杆30能够顺畅地朝下运动复位。

罐体6内壁上固定连接有与罐体6呈同轴状态的气液分离膜8（气液分离膜8的结构和工作原理请参阅中国专利公开号CN211753740U），气液分离膜8能够供气体通过，而阻止液体穿过气液分离膜8，另外气液分离膜8位于固定盘16的上方，罐体6外壁设有管接口，管接口上通过螺钉连接抽气泵3，使得抽气泵3的进气口与管接口呈贯通状态，抽气泵3的出气口贯通连接一个储气罐2，罐体6内安装有集气罩7，集气罩7底部敞口，且下端面与气液分离膜8的上表面抵触连接，集气罩7上端固定连接有连接管，连接管远离集气罩7的一端与管接口贯通连接；

启动抽气泵3，抽气泵3运行后，将对集气罩7内部产生负压（当然在进行工作前，先将排料口封闭，阻止外部空气进入罐体6），使得气液分离膜8上下两侧的气压不一致，具体来说，其上侧空间的气压小于其下侧的空间气压，这样使得脱氢反应后的氢气从固定盘16的通槽32进入罐体6内，然后快速透过气液分离膜8，进而使得氢气进入集气罩7，并由抽气泵3输送至储气罐2内，进而进行储存。

本发明的工作原理：输送泵将含氢的有机液体（或者称为氢油）输送至进料管4内，进料管4内的氢油将在重力作用下，流入连通腔21内，并从多个出液孔19流入预热储液空间20内进行储存，氢油将受到下密封座17表面热量的热传递，进而对氢油进行加热，使得对氢油进行预热，预热后的氢油将从第一连通孔22进入管路10中，然后再由第二连通孔27进入过渡腔内，进入过渡腔内后，氢油将流入旋转仓15的内腔中，由于旋转仓15持续处于旋转运动，此时进入旋转仓15内腔中的氢油在离心力的作用下，由渗液孔14被高速甩入催化剂储存腔12内的催化剂内，第一加热器13启动并对催化剂储存腔12内的催化剂和氢油进行加热，进而加速氢油的脱氢反应，当旋转仓15内的氢油未及时被甩出时，旋转仓15内的氢油液位逐渐升高，由于氢油在进入旋转仓15内时，其热量会下降，所以不能长时间储存在旋转仓15内，当氢油液位升高至一定程度时，将对浮球23产生朝上的推力，使得浮球23推动浮动杆30朝上移动，浮动杆30朝上移动时，将驱动铰链杆29推动挡板28朝上翻转，进而使得挡板28对第二连通孔27的口部进行封闭，阻止预热后的氢油继续流入旋转仓15内，启动抽气泵3，抽气泵3运行后，将对集气罩7内部产生负压（当然在进行工作前，先将排料口封闭，阻止外部空气进入罐体6），使得气液分离膜8上下两侧的气压不一致，具体来说，其上侧空间的气压小于其下侧的空间气压，这样使得脱氢反应后的氢气从固定盘16的通槽32进入罐体6内，然后快速透过气液分离膜8，进而使得氢气进入集气罩7，并由抽气泵3输送至储气罐2内，进而进行储存。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。