一种燃料电池汽车供氢的方法及供氢系统技术方案

一种燃料电池汽车供氢的方法及供氢系统，涉及能源和化工领域。一种燃料电池汽车供氢的方法，包括：用燃气管网中的燃气作为氢源，利用物理法对燃气进行处理得到尾气和氢气纯度大于氢源的产品气，将产品气加压成可加注至燃料电池汽车的气源；将尾气输送回燃气管网。其能改善制氢尾气难处理的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车供氢的方法及供氢系统
本专利技术涉及能源和化工领域，且特别涉及一种燃料电池汽车供氢的方法及供氢系统。
技术介绍
燃料电池发电系统具有高效、零排放及续驶里程长的优势，发展氢燃料电池汽车有利于解决能源、环保两大世界难题，被汽车产业界认为是汽车动力源未来发展的方向。近年来，随着车用燃料电池产品开发和应用验证日趋深入，燃料电池汽车技术已经接近满足商业化要求，全球燃料电池汽车表现出强劲的增长势头，据国际能源署(IEA)的统计数据，至2020年在世界范围运行的燃料电池乘用车和商用车数量将超过520,000辆。氢气是燃料电池汽车的主要燃料，加氢站是发展燃料电池汽车必要的配套设施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种燃料电池汽车供氢的方法，以改善制氢尾气难处理的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种燃料电池汽车供氢系统，该系统能为燃料电池汽车供氢，且污染少、环保。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供一种燃料电池汽车供氢的方法，包括：采用燃气管网中的燃气作为氢源，利用物理法对燃气进行处理得到尾气和氢气纯度大于氢源的产品气，将产品气加压成可加注至燃料电池汽车的气源；将尾气输送回燃气管网。本专利技术还提供一种燃料电池汽车供氢系统，其适用于以燃气管网中的燃气作为氢源，燃料电池汽车供氢系统包括：燃气处理装置、增压机以及尾气处理装置。燃气处理装置的入口用于与燃气管网连接，并被配置成对从燃气管网中引出的燃气进行物理处理后得到尾气和氢气纯度大于氢源的产品气。增压机与燃气处理装置的氢气出口连接。尾气处理装置被配置成将燃气处理装置产生的尾气排放到燃气管网中。本专利技术实施例的有益效果是：通过对燃气管网中的燃气利用物理法进行处理,可得到较高纯度的产品气，再将产品其加压，可加注至燃料电池汽车供其使用。由于燃气管网与燃料电池汽车的使用区域是契合的，使用便利，同时还可与加油站共建，解决氢源输送管网的建设和占地问题。燃气管网中的燃气含有大量的氢气，且燃气管网中的燃气作为热源气，以燃气管网中的燃气作为氢源，不一定需要追求高的氢气回收率。燃气经处理后得到的尾气均可返回燃气管网中再利用的，环保节能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术具体实施方式的第一种燃料电池汽车供氢系统；图2为本专利技术具体实施方式的第二种燃料电池汽车供氢系统；图3为本专利技术具体实施方式的第三种燃料电池汽车供氢系统；图4为本专利技术具体实施方式的第四种燃料电池汽车供氢系统。图标：100-燃料电池汽车供氢系统；110-燃气管网；120-燃气处理装置；121-过滤器；122-氢气分离器；123-氢气提纯器；130-氢气储罐；140-增压机；150-加氢机；160-燃料电池汽车；171-第一管道；172-第二管道；173-通气管道；181-进气控制阀；182-第一回流控制阀；183-第二回流控制阀。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。下面对本专利技术实施方式的进行具体说明。氢气是燃料电池汽车160的主要燃料，加氢站是发展燃料电池汽车160必要的配套设施。车用加氢站一方面要能够提供与常规矿物燃料相比具有价格竞争力的氢气，同时还要具有使用便利性，即设置在汽车运行范围内，解决驾驶者的加氢焦虑。已有的燃料电池汽车160用加氢站的氢来源主要有两类：远程运输供氢和站内制氢。远程运输供氢方式的特点是制氢和用氢完全分离，即氢源不一定在汽车运行范围之内，这对于目前的小范围示范运行不失为可行方案，但是对于今后的燃料电池汽车160商业化普及应用，其氢气的运输成本或供给能力等问题不可忽视。站内制氢的方式目前主要有水电解制氢和天然气重整制氢两种。水电解制氢的技术成熟，应用也比较广泛，但是耗电较高，制氢成本和用电压力也很大。天然气重整制氢方式的主要问题是要解决碳化物的排放问题，尤其是对于分布式加氢站，如果排放物控制不利，与推广燃料电池汽车160的节能减排初衷不符，同时，天然气重整制氢适合于连续稳定的氢生产，用于随机性较强的车用加氢站其应变性不够。基于此，本专利技术提出一种燃料电池汽车160供氢的方法，包括：采用燃气管网110中的燃气作为氢源，利用物理法对燃气进行处理得到尾气和氢气纯度大于氢源的产品气，将产品气加压成可加注至燃料电池汽车160的气源；将尾气输送回燃气管网110。由于燃气管网110中的燃气含有大量的氢气，且燃气管网110中的燃气作为热源气，以燃气管网110中的燃气作为氢源，不一定需要追求高的氢气回收率。燃气经处理后得到的尾气均可返回燃气管网110中再利用的，环保节能。在本专利技术的实施方式中，燃气管网110中的燃气为煤气。例如，焦炉煤气和直立炭化炉煤气。并且，燃气管网110特别是城市燃气管网110一般都是布局在人口密集区，与燃料电池汽车160的使用范围重叠较大，使用便利，同时还燃气管网110还可与加油站共建，能够减少能源输送管网的建设、投资费用问题。本专利技术的一些实施方式中，燃气管网110为城市燃气管网110。在本专利技术的一些实施方式中，燃气管网110也可以为农村的燃气管网110。农村的燃气管网110也与燃料电池的使用范围重叠较大，燃料电池汽车160使用便利。具体地，在本专利技术的一些实施方式中，利用物理法对燃气进行处理的过程包括：将燃气过滤以除去杂质；将过滤后的燃气进行分离提纯得到产品气和尾气。其中，过滤除去的杂质包括焦油和萘以及一些颗粒物。另外，分离提纯的方法包括变压吸附法、膜分离法和低温吸附法的至少一种。变压吸附法，是以多孔性固体物质(吸附剂)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，在两种压力状态之间工作的可逆的物理吸附过程，它是根据燃气中杂质组分在高压下具有较大的吸附能力，在低压下又具有较小的吸附能力，而理想的组分氢气则无论是高压或是低压都具有较小的吸附能力。在高压下，增加杂质分压以便将其尽量多的吸附于吸附剂上，从而达到高的氢气纯度。膜分离法，主要利用高分子膜进行，高分子膜对一切气体都是可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，包括：采用燃气管网中的燃气作为氢源，利用物理法对所述燃气进行处理得到尾气和氢气纯度大于所述氢源的产品气，将所述产品气加压成可加注至燃料电池汽车的气源；将所述尾气输送回所述燃气管网。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，包括：采用燃气管网中的燃气作为氢源，利用物理法对所述燃气进行处理得到尾气和氢气纯度大于所述氢源的产品气，将所述产品气加压成可加注至燃料电池汽车的气源；将所述尾气输送回所述燃气管网。2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，利用物理法对所述燃气进行处理的过程包括：将所述燃气过滤以除去杂质；将过滤后的燃气进行分离提纯得到产品气和尾气。3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，所述分离提纯的方法包括：变压吸附法、膜分离法和低温吸附法的至少一种。4.根据权利要求2所述的燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，所述杂质包括焦油和萘。5.根据权利要求1所述的燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，将所述产品气加压至大于40MPa，然后可加注至所述燃料电池汽车。6.根据权利要求1所述的燃料电池汽车供氢的方法，其特征在于，所述燃气管网为城市燃气管网，优选地，所述燃气管网中的燃气为煤气。7.一种燃料电池汽车供氢系统，其适用于以燃气管网中的燃气作为氢源，其特征在于，所述燃料电池汽车供氢系统包括：燃气处理装置，所述燃气处理装置的入口用于与所述燃气管网连接，并被配置成对...

【专利技术属性】
技术研发人员：明平文，邢丹敏，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21