一种金属氢化物的闭环式气力输送系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种金属氢化物的闭环式气力输送系统，系统包括两台金属氢化物储罐、分离罐、加注枪、乏金属氢化物罐、饱和金属氢化物罐和保护气体系，加注枪的进料‑出料口一路通过抽出管路连接到分离罐，一路通过添加管路连接到饱和金属氢化物罐的供料器，保护气入口与保护气管路连接。分离罐的固体出口连接到乏金属氢化物罐，气体出口通过保护气管路连接到保护气体系。⑴加注枪与金属氢化物储罐对接；⑵采用气力输送方式抽出乏金属氢化物；⑶经分离罐分离出的保护气经保护气管路进入保护气体系；⑷切转换阀转换到加料管路单元；⑸添加新鲜饱和的金属氢化物；⑹电子计量设备计量。本发明专利技术方便了氢燃料使用者更换燃料，解决了氢燃料的储存、运输和更换问题。

A closed-loop pneumatic conveying system for metal hydride

The invention relates to a closed-loop pneumatic conveying system for metal hydride, which comprises two metal hydride storage tanks, separation tanks, filling guns, spent metal hydride tanks, saturated metal hydride tanks and protective gas systems. The feed and outlet ports of the filling gun are connected to the separation tank through the extraction pipeline, and the feeder of the saturated metal hydride tank is connected through the addition pipeline. The protective gas inlet is connected with the protective gas pipeline. The solid outlet of the separator is connected to the spent metal hydride tank, and the gas outlet is connected to the protective gas system through the protective gas pipeline. (1) The filling gun is connected with the metal hydride tank; (2) the exhausted metal hydride is extracted by pneumatic conveying; (3) the protective gas separated from the separating tank enters the protective gas system through the protective gas pipeline; (4) the cutting conversion valve is converted to the feeding pipeline unit; (5) the fresh saturated metal hydride is added; and (5) the measurement of electronic measuring equipment. The invention facilitates the hydrogen fuel user to replace the fuel, and solves the problems of storage, transportation and replacement of the hydrogen fuel.

【技术实现步骤摘要】
一种金属氢化物的闭环式气力输送系统和方法
本专利技术属于物料输送
，涉及一种金属氢化物的气力输送的系统和方法。
技术介绍
进入二十一世纪，随着人们环保意识的不断提高，传统化石燃料因其燃烧产生有毒有害气体造成的环境污染问题逐渐被人们所关注，因而迫切需要新的代用燃料，氢能源应运而生。氢能源是目前最理想的清洁燃料，也是一种可再生资源，其热值高，且燃烧后大部分生成物是水蒸气，因而是一种理想的绿色燃料。金属氢化物是一种公认的重要的储氢载体。然而，金属氢化物易燃易爆且忌水忌空气，所以其运输和储存必须采取特殊的方式和方法。闭环式气力输送是通过创造一种对物料相对惰性的气氛并使物料在输送过程中基本处于密封状态的气力输送方式，非常适合易燃易爆有毒有害等有特别严格要求的物料的输送，同样也适合金属氢化物的气力输送。此外，对于闭环式的气力输送方式，由于输送气循环再利用也可以节约运行成本，也符合节能降耗的基本国策。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属氢化物闭环式气力输送系统，使金属氢化物在一种相对惰性的气氛中实现气力输送，避免金属氢化物发生变质或暴露于环境中对人体和环境造成伤害，降低运行成本。本专利技术的技术方案是：金属氢化物的闭环式气力输送系统，包括两台金属氢化物储罐、加注枪、分离罐、乏金属氢化物罐、饱和金属氢化物罐和保护气体系，加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐的添加抽出口密封连接。加注枪设有保护气入口和进料-出料口，所述进料-出料口一路通过抽出管路连接到分离罐，一路通过添加管路连接到饱和金属氢化物罐的供料器，两路分别设有阀门，添加管路设有添加计量仪，保护气入口通过保护气管路与保护气体系连接。分离罐的固体出口通过抽出计量仪连接到乏金属氢化物罐。保护气体系设有余氢回收单元、真空罐、一级除尘器、二级除尘器、超精滤净化单元、保护气增压单元、高压保护气罐、冷冻干燥机、过滤单元、调压单元、低压保护气罐、保护气制备单元、保护气缓冲罐、5#过滤器、流量计和保护气补充单元。分离罐的气体出口通过一级除尘器、二级除尘器、余氢吸收单元和真空罐连接到超精滤净化单元，超精滤净化单元通过单向阀连接到保护气增压单元，保护气增压单元通过高压保护气罐、冷冻干燥机、过滤单元和调压单元连接到低压保护气罐。保护气制备单元通过保护气缓冲罐、5#过滤器、流量计、保护气补充单元和单向阀连接到低压保护气罐。低压保护气罐出口分为三路，一路连接到保护气管路，一路连接到供料器的动力风入口，一路连接到乏金属氢化物罐和饱和金属氢化物罐上部。保护气补充单元由阀门、1号调节阀和2号调节阀组成，阀门、2号调节阀、1号调节阀和阀门依次连接，阀门的两头设有旁路，旁路设有阀门。过滤单元为并联两路细过滤器构成，两路的细过滤器前后分别设有阀门。调压单元由阀门和3号调节阀构成，并且设有旁路。保护气为氮气或二氧化碳，所述保护气制备单元为氮气制备装置、低温液氮制氮设备、高压氮气减压设备、低温液态二氧化碳制二氧化碳设备或高压二氧化碳减压设备。氮气制备装置包括空压机、缓冲罐、1#过滤器、2#过滤器、1#冷冻干燥机、稳压罐、2#冷冻干燥机、3#过滤器、4#过滤器、除油器、储气罐和变压吸附单元，空压机依次通过缓冲罐、1#过滤器、2#过滤器和1#冷冻干燥机连接到稳压罐，稳压罐通过2#冷冻干燥机（35）、3#过滤器（36）、4#过滤器、除油器和储气罐连接到变压吸附单元，变压吸附单元连接到保护气缓冲罐。低温液氮制氮设备包括低温液氮储罐、汽化器和减压装置，低温液氮储罐通过阀门和汽化器与减压装置连接，减压装置连接到保护气缓冲罐。高压液氮减压设备包括高压液氮储罐和减压装置，所述高压液氮储罐通过阀门连接到减压装置，减压装置连接到保护气缓冲罐。低温液态二氧化碳制二氧化碳设备包括低温液态二氧化碳储罐、汽化器和减压装置，低温液态二氧化碳储罐通过阀门和汽化器与减压装置连接，减压装置连接到保护气缓冲罐。高压二氧化碳减压设备包括高压二氧化碳储罐和减压装置，高压二氧化碳储罐通过阀门连接到减压装置，所述减压装置连接到保护气缓冲罐。保护气增压单元包括两台压缩机，两台压缩机并联设置，一用一备，可以提高系统的稳定性。压缩机可以为活塞式压缩机、螺杆压缩机、往复式压缩机、滑片式压缩机、离心式压缩机或罗茨风机。超精滤净化单元包括6#过滤器、2号变压吸附装置和7#过滤器，2号变压吸附装置由两台吸附塔组成，6#过滤器、2号变压吸附装置和7#过滤器依次连接。抽出管路和添加管路结构形式为单管结构的输送管路、内旁通双管结构的输送管路或外旁通双管结构的输送管路。内旁通双管结构的输送管路包括外管和内旁通管，内旁通管安装在外管内，外管内的内旁通管外为保护气混合气体区，内旁通管与保护气混合气体区设有气体出口。外旁通双管结构的输送管路包括外管、内管和保护气辅管，外管的外部设有检漏器，检漏器与外管和内管之间的夹层连通，内管设有过滤喷嘴，保护气辅管通过软管和单向阀连接到过滤喷嘴。本专利技术金属氢化物的闭环式气力输送方法，步骤为：⑴加注枪与用户金属氢化物储罐对接，并插入用户金属氢化物储罐；⑵采用气力输送方式从用户金属氢化物储罐中抽出乏金属氢化物；⑶经分离罐分离出的保护气进入保护气体系进行回收氢气、过滤和增压，循环使用；⑷切换保护气管路，转换阀转换到加料管路单元；⑸向用户金属氢化物储罐添加新鲜饱和的金属氢化物；6、通过电子计量设备计量。本专利技术金属氢化物的闭环式气力输送系统，通过金属氢化物更换装置及配套设施将乏金属氢化物更换为新鲜饱和金属氢化物，方便了氢燃料使用者更换燃料，解决了氢燃料的储存、运输和更换问题，有利于推广和使用绿色环保的氢燃料，减轻环境污染，同时可以解决能源短缺的突出问题，实现人类社会与汽车产业的可持续发展。附图说明图1为本专利技术金属氢化物的闭环式气力输送系统的流程示意图；图2为保护气制备单元的装置流程图；图3为输送管路的结构图；图4为另一种输送管路的结构示意图；图5为第三种输送管路的结构示意图；图6为保护气补充单元的示意图；图7为过滤单元的示意图；图8为调压单元的示意图；图9为保护气增压单元的结构示意图；图10为超精滤净化单元的结构示意图；图11为保护气制备单元另一种方式的示意图；图12为保护气制备单元第三种方式的示意图；图13为保护气制备单元第四种方式的示意图；图14为保护气制备单元第五种方式的示意图。其中：1—金属氢化物储罐、2—分离罐、3—乏金属氢化物罐、4—饱和金属氢化物罐、5—一级除尘器、6—二级除尘器、7—余氢回收单元、8—真空罐、9—超精滤净化单元、10—单向阀、11—保护气增压单元、12—高压保护气罐、13—冷冻干燥机、14—过滤单元、15—调压单元、16—低压保护气罐、17—保护气制备单元、18—保护气缓冲罐、19—5#过滤器、20—流量计、21—保护气补充单元、22—阀门、23—加注枪、24—供料器、25—抽出计量仪、26—保护气管路、27—抽出管路、28—添加管路、29—空压机、30—缓冲罐、31—1#过滤器、32—2#过滤器、33—1#冷冻干燥机、34—稳压罐、35—2#冷冻干燥机、36—3#过滤器、37—4#过滤器、38—除油器、39—储气罐、40—变压吸附单元、43—添加计量仪、44—空压机、45—1号调节阀、46—2号调节阀、47—本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属氢化物的闭环式气力输送系统，包括两台金属氢化物储罐（1）、加注枪（23）、分离罐（2）、乏金属氢化物罐（3）、饱和金属氢化物罐（4）和保护气体系；所述加注枪通过锁紧法兰与金属氢化物储罐（1）的添加抽出口密封连接；所述加注枪设有保护气入口和进料‑出料口，所述进料‑出料口一路通过抽出管路（27）连接到分离罐（2），一路通过添加管路（28）连接到饱和金属氢化物罐（4）的供料器（24），两路分别设有阀门（22），所述添加管路（28）设有添加计量仪（43），所述保护气入口通过保护气管路（26）与保护气体系连接；所述分离罐的固体出口通过抽出计量仪（25）连接到乏金属氢化物罐（3）；其特征是：所述保护气体系包括一级除尘器（5）、二级除尘器（6）、余氢回收单元（7）、真空罐（8）、超精滤净化单元（9）、保护气增压单元（11）、高压保护气罐（12）、冷冻干燥机（13）、过滤单元（14）、调压单元（15）、低压保护气罐（16）、保护气制备单元（17）、保护气缓冲罐（18）、5#过滤器（19）、流量计（20）和保护气补充单元（21）；所述分离罐（3）的气体出口通过一级除尘器（5）、二级除尘器（6）、余氢吸收单元（7）和真空罐（8）连接到超精滤净化单元（9），所述超精滤净化单元（9）通过单向阀（10）连接到保护气增压单元（11），所述保护气增压单元（11）通过高压保护气罐（12）、冷冻干燥机（13）、过滤单元（14）和调压单元（15）连接到低压保护气罐（16）；所述保护气制备单元（17）通过保护气缓冲罐（18）、5#过滤器（19）、流量计（20）、保护气补充单元（21）和单向阀连接到低压保护气罐（16）；所述低压保护气罐出口分为三路，一路连接到保护气管路（26），一路连接到供料器（24）的动力风入口，一路连接到乏金属氢化物罐（3）和饱和金属氢化物罐（4）上部。...

【技术特征摘要】
1.一种金属氢化物的闭环式气力输送系统，包括两台金属氢化物储罐（1）、加注枪（23）、分离罐（2）、乏金属氢化物罐（3）、饱和金属氢化物罐（4）和保护气体系；所述加注枪通过锁紧法兰与金属氢化物储罐（1）的添加抽出口密封连接；所述加注枪设有保护气入口和进料-出料口，所述进料-出料口一路通过抽出管路（27）连接到分离罐（2），一路通过添加管路（28）连接到饱和金属氢化物罐（4）的供料器（24），两路分别设有阀门（22），所述添加管路（28）设有添加计量仪（43），所述保护气入口通过保护气管路（26）与保护气体系连接；所述分离罐的固体出口通过抽出计量仪（25）连接到乏金属氢化物罐（3）；其特征是：所述保护气体系包括一级除尘器（5）、二级除尘器（6）、余氢回收单元（7）、真空罐（8）、超精滤净化单元（9）、保护气增压单元（11）、高压保护气罐（12）、冷冻干燥机（13）、过滤单元（14）、调压单元（15）、低压保护气罐（16）、保护气制备单元（17）、保护气缓冲罐（18）、5#过滤器（19）、流量计（20）和保护气补充单元（21）；所述分离罐（3）的气体出口通过一级除尘器（5）、二级除尘器（6）、余氢吸收单元（7）和真空罐（8）连接到超精滤净化单元（9），所述超精滤净化单元（9）通过单向阀（10）连接到保护气增压单元（11），所述保护气增压单元（11）通过高压保护气罐（12）、冷冻干燥机（13）、过滤单元（14）和调压单元（15）连接到低压保护气罐（16）；所述保护气制备单元（17）通过保护气缓冲罐（18）、5#过滤器（19）、流量计（20）、保护气补充单元（21）和单向阀连接到低压保护气罐（16）；所述低压保护气罐出口分为三路，一路连接到保护气管路（26），一路连接到供料器（24）的动力风入口，一路连接到乏金属氢化物罐（3）和饱和金属氢化物罐（4）上部。2.根据权利要求1所述的金属氢化物的闭环式气力输送系统，其特征是：所述保护气补充单元（21）由阀门（22）、1号调节阀（45）和2号调节阀（46）组成，阀门、2号调节阀、1号调节阀和阀门依次连接，阀门的两头设有旁路，旁路设有阀门（22）；所述过滤单元（14）为并联两路细过滤器（47）构成，两路的细过滤器前后分别设有阀门（22）；所述调压单元（15）由阀门（22）和3号调节阀（48）构成，并且设有旁路。3.根据权利要求1所述的金属氢化物的闭环式气力输送系统，其特征是：所述保护气为氮气或二氧化碳，所述保护气制备单元（17）为氮气制备装置、低温液氮制氮设备、高压氮气减压设备、低温液态二氧化碳制二氧化碳设备或高压二氧化碳减压设备。4.根据权利要求3所述的金属氢化物的闭环式气力输送系统，其特征是：所述氮气制备装置包括空压机（29）、缓冲罐（30）、1#过滤器（31）、2#过滤器（32）、1#冷冻干燥机（33）、稳压罐（34）、2#冷冻干燥机（35）、3#过滤器（36）、4#过滤器（37）、除油器（38）、储气罐（39）和变压吸附单元（40），所述空压机（29）依次通过缓冲罐、1#过滤器、2#过滤器和1#冷冻干燥机连接到稳压罐（34），所述稳压罐通过2#冷冻干燥机（35）、3#过滤器（36）、4#过滤器（37）、除油器（38）和储气罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏，
申请(专利权)人：上海柯来浦能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31