本发明涉及氢气储运中的脱氢技术领域，特别涉及一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器。
背景技术：
化石能源存在储量有限、可再生周期长及污染等问题，因此清洁可再生能源成为开发利用的热点。氢能源是一种燃烧热值高、存量丰富、对环境无污染的绿色可持续发展能源，是公认的清洁无污染(零碳)、可再生、储量丰富的新型二次能源。目前，氢能应用的主要问题在于氢的高效存储和安全运输。常用的储氢方式有三种：(低温)液态存储、(高压)压缩气态存储和(低压)固态储氢。专利cn201510167977.7提供了一种液态氢源材料进行脱氢反应的插层式反应装置，但是，在该装置中液态氢源材料与脱氢催化剂单程接触，若要确保脱氢反应充分进行，反应釜内插层长度较长，设备规模较大，而且反应釜产生的氢气中携带大量的液体材料液滴，需要外设气液分离装置方可满足后续用氢工艺的要求，结构复杂，成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种脱氢效率高、工艺简单、成本低的应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器，包括脱氢反应器主体1、过渡区2、气液分离区3以及热源4；过渡区2位于脱氢反应器主体1的顶部，且渐扩连接至气液分离区3的底部；热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3。
所述的脱氢反应器主体1的底部设置有底板14；脱氢反应器主体1的内部自下而上交错布置折流板16；底板14与其上方邻近的折流板16之间构成预热腔13；折流板16之间填充有负载脱氢催化剂的填料12；底板14的上方设置有入口管15，脱氢反应器主体1的顶部侧面设置有出口管11。
折流板16中错开布置有加热管17和筛孔18；折流板16的一侧不与脱氢反应器主体1的筒体相连接，形成液体通道19；邻近折流板形成的邻近液体通道之间的位置呈180°。
气液分离区3的底部设置有支撑板31，支撑板31的上部设置有负载脱氢催化剂的填料32；气液分离区3设置有加热区33；气液分离区3的顶部设置有出口管34。
气液分离区3的横截面积大于脱氢反应器主体1的横截面积。
负载脱氢催化剂的填料12，其密度自下而上逐渐降低。
支撑板31的填料32上负载的脱氢催化剂的量显著低于脱氢反应器主体1的填料12上负载的脱氢催化剂的量。
热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3，连接至底板14、折流板16和加热区33。脱氢反应器主体1的反应温度为80～300℃。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)将脱氢反应器主体与气液分离区结合成为一个整体，一体化完成脱氢及气液分离，获得的氢气可直接用于后续应用。
(2)液态氢源材料与脱氢催化剂接触反应前，先经过预热腔的预热至反应温度，确保脱氢反应有效进行。
(3)设置折流板，延长液态氢源材料的流动路径以及与脱氢催化剂的接触时间，确保脱氢反应进行地彻底。
(4)折流板上设置筛孔作为脱氢反应释放出的氢气通道，氢气气流自下而上通过水平流过的液态氢源材料，扰动液态氢源材料，使得液态氢源材料与填料上的脱氢催化剂充分接触。
(5)过渡区及气液分离区的横截面积增大，降低氢气气流的速度，延长停留时间，更好地完成气液分离。
(6)合理布置脱氢催化剂分布，随着液态氢源材料逐步释放出氢气，可逐渐减少脱氢催化剂的负载，节省脱氢催化剂的投入。
(7)本发明的反应器使得液态氢源材料与脱氢催化剂充分接触，确保脱氢反应进行彻底；同时完成氢气的气液分离，提供合格的氢气直接应用，简化后续氢气应用工艺。
附图说明
图1是本发明的一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器的示意图。
图中，
1-脱氢反应器主体；11-出口管，12-负载脱氢催化剂的填料，13-预热腔，14-底板，15-入口管，16-折流板，17-加热管，18-筛孔，19-液体通道；
2-过渡区；
3-气液分离区；31-支撑板，32-负载脱氢催化剂的填料，33-加热区，34-出口管；
4-热源。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
储氢载体为不饱和芳香烃化合物和/或杂环不饱和化合物其中的一种或多种与溶剂的混合物；
不饱和芳香烃化合物选自苯、甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、苯乙烯、萘、蒽、菲、苯酚、苯胺及其衍生物；
杂环不饱和化合物选自咔唑、吲哚、n-甲基咔唑、n-乙基咔唑、n-正丙基咔唑、n-异丙基咔唑、n-正丁基咔唑、n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、吡嗪、呋喃、吡咯、噻唑、吡啶、环戊吡嗪、苯并噻唑及其衍生物；
溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正丙醇、正丁醇、乙醚、甲醚、乙腈、甲酸、乙酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、正丁醚、异丙醚、二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、二氯乙烷、正己烷、环己烷、正戊烷、正辛烷、二硫化碳、石油醚其中的一种或多种。
如图1所示，一种应用于液态氢源材料的高效脱氢反应器，包括脱氢反应器主体1、过渡区2、气液分离区3以及热源4；过渡区2位于脱氢反应器主体1的顶部，且渐扩连接至气液分离区3的底部；热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3。所述的脱氢反应器主体1的底部设置有底板14；脱氢反应器主体1的内部自下而上交错布置折流板16；底板14与其上方邻近的折流板16之间构成预热腔13；折流板16之间填充有负载脱氢催化剂的填料12；底板14的上方设置有入口管15，脱氢反应器主体1的顶部侧面设置有出口管11。折流板16中错开布置有加热管17和筛孔18；折流板16的一侧不与脱氢反应器主体1的筒体相连接，形成液体通道19；邻近折流板形成的邻近液体通道之间的位置呈180°。气液分离区3的底部设置有支撑板31，支撑板31的上部设置有负载脱氢催化剂的填料32；气液分离区3设置有加热区33；气液分离区3的顶部设置有出口管34。气液分离区3的横截面积大于脱氢反应器主体1的横截面积。负载脱氢催化剂的填料12，其密度自下而上逐渐降低。支撑板31的填料32上负载的脱氢催化剂的量显著低于脱氢反应器主体1的填料12上负载的脱氢催化剂的量。热源4供热于脱氢反应器主体1和气液分离区3，连接至底板14、折流板16和加热区33。脱氢反应器主体1的反应温度为80～300℃。
本发明工作时，液态氢源材料从入口管15进入预热腔13预热至反应温度，经液体通道19上升至折流板16的上部空间；液态氢源材料沿折流板16以及液体通道19自下而上与负载脱氢催化剂的填料12接触，释放出的氢气沿折流板16的筛孔18逐层上升；释放氢气后的液态氢源材料被称为储氢载体，自脱氢反应器主体1的出口管11流出；携带有储氢载体液滴的氢气进入过渡区2，然后进入气液分离区3，穿过支撑板31与负载脱氢催化剂的填料32接触，储氢载体液滴被负载脱氢催化剂的填料32拦截，完成气液分离；同时储氢载体中混合的液态氢源材料与负载脱氢催化剂的填料32继续接触反应释放出残余的氢气；经气液分离后的氢气经气液分离区3的出口管34排出送至氢气应用系统。在本发明工作时，热源4的热量可通过支管连接至底板14、折流板16以及加热区33，维持脱氢反应器主体1以及气液分离区3的反应温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也不超出本发明保护的范围。