一种金属氢化物储氢装置及其储存金属氢化物的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种金属氢化物储氢装置及其储存金属氢化物的方法，储氢装置包括罐体和阀门，罐体设有横向设置的隔网和与所述阀门相通的多孔导气管构成的所述金属氢化物储氢子区间。本发明专利技术提供一种传输效率高、热传导效率好的结构简单的金属氢化物储氢装置，细径隔网是一方面用来存放储氢合金粉的主要载体，另一方面，细径隔网的孔洞将合金粉固定在较小的空间内部，避免了合金粉的堆积，使得氢气与合金粉的接触面积增大；氢气在罐体内部的流通经由导气管上面的小孔进入细径隔网的孔洞中，提高了氢气的传质效率。

A metal hydride hydrogen storage device and its method for storing metal hydride

The invention provides a metal hydride hydrogen storage device and a method for storing metal hydride. The hydrogen storage device comprises a tank body and a valve, and the tank body is provided with a metal hydride storage interval composed of a transverse isolation net and a porous gas pipe communicated with the valve. The invention provides a high transmission efficiency, heat transfer efficiency of metal hydride hydrogen storage structure of simple device, small diameter net is a main carrier for hydrogen storage alloy powder, on the other hand, the hole diameter of net of alloy powder fixed in a smaller space, to avoid the accumulation of alloy powder, increasing the contact area of hydrogen and alloy powder; hole hole in the hydrogen tank internal circulation through the air duct into the small diameter above net in improving the mass transfer efficiency of hydrogen.

【技术实现步骤摘要】
一种金属氢化物储氢装置及其储存金属氢化物的方法
本专利技术涉及一种储氢装置，具体涉及一种提高氢气传输速率的金属氢化物储氢装置及其储存金属氢化物的方法。
技术介绍
随着石油和煤炭等化石燃料的日渐匮乏和生态环境的不断恶化，开发新型的环保型能源已经是迫在眉睫。作为燃料，氢的质量热值高(其热值1.25×106kJ/kg，为汽油的3倍、焦炭的4.5倍)，是理想的高能清洁燃料之一。氢能作为新能源之一，因其具有来源丰富、可再生、热效率高和燃烧清洁等优点，在未来的能量领域中，占据着重要的地位，已经受到世界各国科研工作者的普遍关注。氢能的开发与利用涉及氢气的制备，存储，运输和应用四大关键技术。氢气的存储是应用的难题和关键技术。目前，固态金属氢化物储氢技术被广泛研究，金属氢化物具有体积小、储氢密度大、安全性好、能耗低等显著优点，是一种理想的储氢材料。金属氢化物储氢技术，是在一定温度与压力下，金属与氢气反应，会吸收氢而生成金属氢化物，从而将氢储存和固定。该反应有很好的可逆性，适当升高温度和减小压力即可发生可逆反应，此时放出氢气。将金属氢化物放置于储氢罐中，可以实现氢气的固态储存。金属氢化物储氢罐目前也存在一些问题，金属氢化物在反复的吸氢和放氢循环过程中会出现体积膨胀，并且由于粉末状的金属氢化物在吸放氢过程中会发生流动，甚至堆积，使得内部产生很大的应力，会引起储氢罐的变形开裂；同时，由于金属氢化物粉末易流动，会在进出气口部位塞积，阻碍氢气的进入与输出。金属氢化物的吸放氢过程伴随着很大的热量交换，在吸氢时温度急剧升高，在放氢时温度急剧下降，但是金属氢化物本身的导热性能很差，造成吸放氢速率慢。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种传输效率高、热传导效率好的结构简单的金属氢化物储氢装置。为了达到上述目的，本专利技术提供了采用下述技术方案：一种金属氢化物储氢装置，其包括罐体和阀门，罐体设有横向设置的隔网和与所述阀门相通的多孔导气管构成的所述金属氢化物储氢子区间。一种金属氢化物储氢装置的第一优选方案，阀门和多孔导气管之间设有过滤网；罐体垂直方向分层设有隔网；所述多孔导气管的数目至少为1，其长度至少与所述罐体高度相等；所述隔网间的距离为45～50mm。一种金属氢化物储氢装置的第二优选方案，多孔导气管的孔径为1～1.5mm；隔网的孔径为300～400目，厚度为2～2.5mm；制备所述隔网的网材直经为0.5～0.8mm。一种金属氢化物储氢装置的第三优选方案，多孔导气管的孔径为1mm；隔网的孔径为400目，厚度为2mm；所述网材直径为0.5mm。一种金属氢化物储氢装置的第四优选方案，罐体由球冠和圆柱体组成，圆柱体的直径和高度比为1:2～2:3。一种金属氢化物储氢装置的第六优选方案，金属氢化物储氢子区间分布有储氢合金粉，储氢合金粉的的厚度小于相邻隔网距离的3/4；填料区的整体厚度小于所述罐体体积的4/5。一种金属氢化物储氢装置的第七优选方案，多孔导气管按质量百分比计的下述组份制备：C0.22-0.30％，Mn≤0.8％，Si≤0.6％，Ni0.40-0.70％，Cr13-15％，Ti≤0.006％，Mo0.4-0.6％，B≤0.003％，P≤0.03％，S≤0.036％，杂质元素≤0.30％，余量为铁。一种金属氢化物储氢装置的第八优选方案，阀门按质量百分比计，由下述组份制备而成：C≤0.08％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.035％，S≤0.03％，Ni:10.0～14.0％，Cr:16.0～18.5％，Mo:2.0～3.0％，余量为铁。一种金属氢化物储氢装置的第九优选方案，罐体按质量百分比计，由下述组份制备而成：C≤0.03％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.045％，S≤0.03％，Ni:10.0～14.0％，Cr:16.0～18％，Mo:2.0～3.0％，余量为铁，罐体采用耐高温材料，保证罐体具有很高的强度和良好的热传导效果一种金属氢化物储氢装置的第十优选方案，储氢合金粉为镁系储氢合金粉、稀土系储氢合金粉、钛系储氢合金粉中的一种。一种金属氢化物储氢装置储存氢化物的方法，其特征在于，所述方法如下：(1)将金属氢化物装入所述储氢装置，室温下向所述储氢装置充入4MPa压力的氩气，并保持30分钟压力不下降；(2)将所述储氢装置以5℃/s从室温升温至60℃，保温30分钟；60℃下抽真空，保持60分钟；60℃下通入氢气使压力达到4MPa，保持2.5小时；随后在60℃下释放所述氢气至压力为0.157MPa，完成一次活化。(3)重复所述步骤(1)和(2)五次；(4)进行吸放氢试验，记录压力计数据。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术提供的技术方案中细径隔网为储氢合金粉提供了存放空间，细径隔网将合金粉固定在较小的空间内部，避免了合金粉的堆积，减缓了合金粉膨胀对罐体的压力。2、本专利技术中提供细径隔网的结构，是由许多孔径为300～400目的小孔构成，孔径能够达到38～45μm，细径隔网的厚度为2～2.5mm，可以为氢气在合金粉之间流动提供良好的通道，提高了氢气传质效率。3、本专利技术中的多孔导气管上面分布有许多小的孔洞，一方面有利于在吸氢过程中氢气进入罐体内部与储氢合金粉接触；另一方面，在放氢过程中可以使得底部合金粉放出的氢气也可以快速的释放，提高了储氢合金粉的吸放氢能力。附图说明图1是本专利技术储氢装置结构示意图；图2是本专利技术多孔导气管的示意图；图3是本专利技术隔网的俯视图；其中，1、罐体通口；2、阀门；3、过滤网；4、罐体；5、隔网；6、储氢合金粉；7、多孔导气管；8、压力计。具体实施方式下面结合附图1～3和具体实施例作进一步详细说明，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图3所示一种金属氢化物储氢罐装置，该装置包括罐体(4)上方的罐体通口(1)、罐口处的气体阀门(2)、防止粉末流出罐体的过滤网(3)、细径(400目)隔网(5)，相邻隔网的是填料区，内部含有储氢合金粉(6)，多孔导气管(7)位于罐体内部，导气管至少一根，为金属直管，在直管上面分布有小孔。细径隔网(5)是由孔径为400目的小孔组成，隔网网经为1～2mm，隔网间的距离为45～50mm；制备隔网的网材直经为0.5～0.8mm，优选0.5mm；在相邻隔网之间内部装有储氢合金粉(6)，储氢合金粉的的厚度小于相邻隔网距离的3/4，填料区的整体厚度小于所述罐体体积的4/5，从而提高了氢气与储氢合金粉的接触面积，有利于氢气的传输。罐体由球冠和圆柱体组成，圆柱体的直径和高度比为1:2～2:3。另外，由于分布着小孔的导气管(7)的存在，多孔导气管(7)的直径为所述罐体主体直径的1/10，能够使得氢气在进入和输出过程迅速完成，提高了储氢合金粉的吸放氢的效率。过滤器网(3)的存在，使得在抽真空和吸放氢过程中，储氢合金粉不会随氢气气流进入气体进出口的内部。细径隔网(5)是存放储氢合金粉的主要载体，可为氢气在合金粉之间流动提供良好的通道，提高了氢气传质效率。同时，细径隔网(5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氢化物储氢装置，其包括罐体和阀门，其特征在于，所述罐体设有横向设置的隔网和与所述阀门相通的多孔导气管构成的所述金属氢化物储氢子区间。

【技术特征摘要】
1.一种金属氢化物储氢装置，其包括罐体和阀门，其特征在于，所述罐体设有横向设置的隔网和与所述阀门相通的多孔导气管构成的所述金属氢化物储氢子区间。2.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述阀门和多孔导气管之间设有过滤网；所述多孔导气管的数目至少为1，其长度至少与所述罐体高度相等；所述隔网间的距离为45～50mm。3.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述多孔导气管的孔径为1～1.5mm；所述隔网的网孔孔径为300～400目，隔网厚度为2～2.5mm；制备所述隔网的网材直径为0.5～0.8mm。4.根据权利要求3所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述多孔导气管的孔径为1mm；所述隔网的孔径为400目，隔网厚度为2mm；所述网材直径为0.5mm。5.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述罐体由球冠和圆柱体组成，所述圆柱体的直径和高度比为1:2～2:3。6.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，所述多孔导气管按质量百分比计的下述组份制备：C0.22-0.30％，Mn≤0.8％，Si≤0.6％，Ni0.40-0.70％，Cr13-15％，Ti≤0.006％，Mo0.4-0.6％，B≤0.003％，P≤0.03％，S≤0.036％，杂质元素≤0.30％，余量为铁。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽，盛鹏，刘海镇，李瑞文，陈新，韩钰，马光，李平，赵广耀，刘双宇，王博，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国网上海市电力公司，国家电网公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11