一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器

本发明涉及脱氢设备领域，特别是涉及一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器。

背景技术：

1、液态有机储氢介质能够实现高密度低成本的可逆氢气储运，被认为是移动式储放氢技术的理想解决方案。相比于其他液态氢载体，“芳烃-环烷烃”具有储氢密度高、结构稳定、规模化制备技术成熟、价格低廉等优势，但芳烃-环烷烃脱氢时具有以下技术难题：环烷烃脱氢反应温度要求高、能耗大；现有脱氢设备加热效率和加热均匀性都不足，导致脱氢选择性不足，易发生c-c键裂解和重构，最终导致催化剂积碳失活以及储氢载体脱氢效果差、利用率下降的问题。

2、有鉴于此，如何提供一种能耗低、加热效率高、加热效果好的环烷烃脱氢设备是本领域人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，以解决现有技术存在的问题，可实现降低脱氢能耗、提高加热效率和加热效果。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，包括：

3、反应室，所述反应室内固定设置有催化板；

4、外壳，所述外壳与所述反应室可转动连接，所述外壳与驱动机构传动连接，所述驱动机构能够带动所述外壳以所述反应室为圆心进行转动；

5、微波加热机构，所述微波加热机构固定设置于所述外壳内表面并与所述反应室位置对应；

6、冷却室，所述冷却室固定设置于所述反应室上方并与所述反应室连通；

7、第一防泄漏罩壳，所述第一防泄漏罩壳固定设置于所述冷却室上方并与所述冷却室连通，所述第一防泄漏罩壳的连通有排气管和排液管，所述排液管的高度低于所述排气管的高度；

8、第二防泄漏罩壳，所述第二防泄漏罩壳固定设置于所述反应室下方，所述反应室的底端连通有进液管，所述进液贯穿所述第二防泄漏罩壳并延伸至外。

9、进一步的，所述微波加热机构包括：第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导均匀间隔设置且所述第一波导和所述第二波导的频率不同，所述第一波导的输出端与所述第二波导的输出端呈正交状态。

10、进一步的，相邻的所述第一波导的输出端和所述第二波导的输出端之间的距离为波长的奇数倍。

11、进一步的，所述第一波导为915mhz，所述第二波导为2450mhz。

12、进一步的，所述催化板至少有六个，所述催化板将所述反应室分隔形成多个反应腔，所述第一波导和所述第二波导的总数量与所述反应腔的数量对应。

13、进一步的，还包括轴承和轴承卡扣，所述反应室通过所述轴承和轴承卡扣与所述外壳可转动连接。

14、进一步的，还包括连接管，所述连接管固定设置在所述冷却室的顶面，其两端头分别和所述冷却室及所述第一防泄漏罩壳连通。

15、进一步的，还包括废气管，所述废气管与所述第一防泄漏罩壳连通，所述废气管的高度低于所述排气管的高度。

16、进一步的，还包括温度传感器，所述温度传感器固定设置在所述第二防泄漏罩壳上并与所述进液管间隔设置，所述温度传感器的感应端伸入所述反应室内。

17、进一步的，所述催化板为多孔结构，且所述催化板上设置有泡沫碳化硅载体。

18、本发明公开了以下技术效果：

19、1.本发明通过反应室和微波加热机构对液态有机储氢介质进行脱氢，微波加热机构固定在外壳上，驱动机构能够驱动外壳转动进而带动微波加热机构对反应室进行旋转加热，提高反应室加热均匀性和加热效果，相比于现有的固定式脱氢加热机构加热的均匀性至少能够提高40％，结合催化板的催化效果能够显著提高脱氢效率，降低脱氢能耗；冷却室能够自然冷却脱氢过程中产生的高温氢气，使其降温后再从排气管排出；第一防泄漏罩壳和第二防泄漏罩壳分别设置在反应室及微波加热机构的上下两侧，能够实现1/4波长阻抗源头抑制、二次扼流屏蔽、防止微波外泄，提高整体安全性。

20、2.微波加热机构由两个不同频率的波导组成，两个波导的输出端呈正交设置，能够降低两个波导产生的微波相互耦合，避免能量损失，提高加热效率；同时两个波导的输出端之间距离为波长的奇数倍，也能够提高微波加热效率和加热的均匀性。

21、3.脱氢后生成的废液可从排液管自动排出，脱氢后产生的氢气可依靠氢气自身密度小、重量轻的特点自动与其他废气进行分离，分离后的氢气从排气管排出，其他废气则从废气管排出，保证脱氢后的氢气纯度。

22、4.在冷却室和第一防泄漏罩壳之间设置连接管，连接管能够限制脱氢后的氢气不能立刻进入第一防泄漏罩壳内进而从排气管排出，而是在冷却室内滞留一段之间后再从连接管进入第一防泄漏罩壳内，保证冷却室对氢气的冷却效果。

技术特征：

1.一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，所述微波加热机构包括：第一波导(10)和第二波导(11)，所述第一波导(10)和所述第二波导(11)均匀间隔设置且所述第一波导(10)和所述第二波导(11)的频率不同，所述第一波导(10)的输出端与所述第二波导(11)的输出端呈正交状态。

3.根据权利要求2所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，相邻的所述第一波导(10)的输出端和所述第二波导(11)的输出端之间的距离为波长的奇数倍。

4.根据权利要求2所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，所述第一波导(10)为915mhz，所述第二波导(11)为2450mhz。

5.根据权利要求2所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，所述催化板(2)至少有六个，所述催化板(2)将所述反应室(1)分隔形成多个反应腔(101)，所述第一波导(10)和所述第二波导(11)的总数量与所述反应腔(101)的数量对应。

6.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，还包括轴承(14)和轴承卡扣(15)，所述反应室(1)通过所述轴承(14)和轴承卡扣(15)与所述外壳(3)可转动连接。

7.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，还包括连接管(16)，所述连接管(16)固定设置在所述冷却室(4)的顶面，其两端头分别和所述冷却室(4)及所述第一防泄漏罩壳(5)连通。

8.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，还包括废气管(12)，所述废气管(12)与所述第一防泄漏罩壳(5)连通，所述废气管(12)的高度低于所述排气管(7)的高度。

9.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器固定设置在所述第二防泄漏罩壳(6)上并与所述进液管(9)间隔设置，所述温度传感器的感应端伸入所述反应室(1)内。

10.根据权利要求1所述的一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，其特征在于，所述催化板(2)为多孔结构，且所述催化板(2)上设置有泡沫碳化硅载体。

技术总结
本发明公开了一种液态载体可逆储放氢系统的双频旋转式微波反应器，属于脱氢设备领域，包括：反应室，反应室内固定设置有催化板，外壳与反应室可转动连接，外壳与驱动机构传动连接，微波加热机构固定设置于外壳内表面并与反应室位置对应，冷却室固定设置于反应室上方并与反应室连通；通过反应室和微波加热机构对液态有机储氢介质进行脱氢，微波加热机构固定在外壳上，驱动机构能够驱动外壳转动进而带动微波加热机构对反应室进行旋转加热，提高反应室加热均匀性和加热效果，相比于现有的固定式脱氢加热机构加热的均匀性至少能够提高40％，结合催化板的催化效果能够显著提高脱氢效率，降低脱氢能耗。

技术研发人员：杨黎,高博涛,郭胜惠,姚思宇,侯明,黄粤东,高冀芸
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15