一种储氢装置、氢气储运系统及加氢、放氢方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种储氢装置、氢气储运系统及加氢、放氢方法，其中，储氢装置包括储氢罐、电控系统，储氢罐包括罐体，以及设置于罐体中的至少一个储氢模块，储氢模块包括储氢管、设置于储氢管中的电加热密闭套管、与电加热密闭套管连接的电加热器、放置于储氢管内的储氢介质，罐体设置有氢气出口和氢气入口；储氢管与氢气入口连通，用于储存氢气与储氢介质反应得到的金属氢化物，还用于将加热金属氢化物得到的氢气释放到氢气出口；电加热器，用于通过电加热密闭套管对储氢管内的金属氢化物进行加热；电控系统，与电加热器连接，用于控制电加热器的工作。该储氢装置，运输过程中以金属氢化物的状态存储氢气，提高了安全性和氢气的储运效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种储氢装置、氢气储运系统及加氢、放氢方法


[0001]本专利技术涉及氢气储运
，特别涉及一种储氢装置、氢气储运系统及加氢、放氢方法。

技术介绍

[0002]根据氢气存在形态不同，氢气储存的技术分为三类：气态储存、液态储存和固态储存，这三类又细化为高压储氢、低温液化储氢、有机液体储氢、氨储氢、金属氢化物储氢、吸附储氢及其它储氢技术。加氢站作为燃料电池汽车加注所需的燃料的基础设施，在氢能行业中具有重要的地位，目前国际上加氢站主要的氢气储运技术是高压储氢。虽然高压储氢的设备结构简单、制备能耗较低、可实现快速充放等优点，但由于高压储氢密度较低、设备笨重，导致储运效率较低；另外，高压储氢设备一般都在几十个MPa的环境下使用，储存着大量的能量，因超温、充装过量等原因，设备有可能强度不足而发生超压爆炸，安全性较低。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，有必要提出一种储氢装置以解决或部分解决上述问题，本专利技术提出的技术方案如下：
[0004]第一方面，本专利技术提出了一种储氢装置，包括储氢罐、电控系统，所述储氢罐包括罐体，以及设置于罐体中的至少一个储氢模块，所述储氢模块包括储氢管、设置于所述储氢管中的电加热密闭套管、与电加热密闭套管连接的电加热器、放置于所述储氢管内的储氢介质，其中：
[0005]所述罐体设置有氢气出口和氢气入口；
[0006]所述储氢管，与所述氢气入口连通，用于储存通过所述氢气入口输入的氢气与储氢介质反应得到的金属氢化物，还用于将金属氢化物加热后得到的氢气释放到氢气出口；
[0007]所述电加热器，用于当需要输出氢气时，通过所述电加热密闭套管对储存在所述储氢管内的金属氢化物进行加热，使所述金属氢化物转化为氢气并通过所述氢气出口输出；
[0008]电控系统，与所述电加热器连接，用于控制电加热器的工作。
[0009]进一步的，所述罐体包括通过两个分隔挡板分隔开的氢气区、取热区和电加热检修区；
[0010]所述氢气区设置所述氢气出口和氢气入口；
[0011]所述取热区设置所述储氢管，所述储氢管开口端位于所述氢气区，以便通过氢气入口输入的氢气区中的氢气进入储氢管，或储氢管中的氢气进入氢气区通过氢气出口输出，所述储氢管封闭端位于所述电加热检修区；
[0012]所述电加热检修区设置有所述电控系统和电加热器，所述电加热密闭套管与电加热器的连接位置位于所述电加热检修区。
[0013]进一步的，所述罐体还包括：
[0014]设置在所述取热区的进水口和水蒸气出口，分别作为冷水进入取热区的入口和所述冷水气化为水蒸气后的出口；所述水蒸气为所述冷水进入取热区后吸收氢气与储氢介质反应时产生的热量后气化得到。
[0015]进一步的，所述储氢装置还包括：设置在所述罐体上且位于氢气区和取热区的安全阀，用于当罐体内部氢气压力或者水蒸气压力超出设计压力时，泄放部分氢气或水蒸气以降低罐体内部氢气压力或者水蒸气压力。
[0016]进一步的，所述电控系统包括调频器、控制器、配电箱，所述配电箱与调频器连接，调频器一端与控制器连接，另一端与电加热器连接，用于在控制器控制下调节电加热器功率，使储氢管温度控制在预设放氢温度范围。
[0017]进一步的，所述储氢装置还包括温度控制系统；
[0018]所述温度控制系统包括安装于每个储氢管上的远传温度表，所述远传温度表用于检测储氢管中的温度。
[0019]进一步的，所述储氢装置还包括压力控制系统，用于将储氢罐压力控制在设定范围内。
[0020]进一步的，所述储氢装置还包括：
[0021]出口过滤器，设置在外部氢气输出管道和所述氢气出口之间，用于过滤从罐体中输出的氢气中的粉尘；和/或
[0022]入口过滤器，设置在外部氢气输入管道和所述氢气入口之间，用于过滤输入罐体中的氢气中的杂质。
[0023]第二方面，本专利技术提出了一种氢气储运系统，包括如上面所述的储氢装置和增压预热能量回收单元，增压预热能量回收单元包括压缩机、预热器、汽包系统，其中：
[0024]压缩机，分别与外部氢气输入管道、所述预热器连接，用于使输入的氢气压缩至预设压强后进入到预热器；
[0025]预热器，分别与所述压缩机、罐体连接，用于将压缩后的氢气加热到预设温度并使氢气进入到罐体的氢气入口；
[0026]汽包系统，与罐体连接，用于回收加氢过程中储氢介质与氢气反应放出的热量加热冷水产生的水蒸气，并向罐体补充冷水。
[0027]第三方面，本专利技术提出了一种加氢方法，适用于上面所述的氢气储运系统，包括：
[0028]对输入储氢装置的氢气进行压缩和预热；
[0029]将压缩和预热后的氢气输入到储氢装置的储氢管中，在所述储氢管中与储氢介质进行反应，得到金属氢化物并储存。
[0030]第四方面，本专利技术提出了一种放氢方法，适用于上面所述的氢气储运系统，包括：
[0031]对储氢装置的储氢管中储存的金属氢化物进行加热，释放出氢气并输出。
[0032]基于上述技术方案，本专利技术较现有技术而言的有益效果为：
[0033]本专利技术公开了一种储氢装置，当需要储存氢气时，待储存的氢气进入到储氢罐，在储氢管中氢气与储氢介质反应生成金属氢化物进行储存，当需要释放储存的氢气时，通过电加热器和电加热密闭套管对储氢管中金属氢化物进行加热，使金属氢化物转化为氢气，使用该储氢装置实现氢气的储存和运输时，氢气以金属氢化物的状态进行储存和运输，储存和运输过程中储氢罐内无需保持高压和高温环境，在常温常压下即可实现氢气的储存和
运输，运输方便，且避免因高温高压导致的爆炸风险，提高了安全性，当需要释放氢气时只需将储氢管加热到即可将金属氢化物转化为氢气，加氢和放氢速度快，且以金属氢化物的形式进行储存，单位体积内能够储存的氢气量更大，提高了氢气的储运效率。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例一中，一种储氢装置的结构示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例二中，一种氢气储运系统的结构示意图；
[0036]图3是本专利技术实施例三中，一种加氢方法的流程示意图；
[0037]图4是本专利技术实施例四中，一种放氢方法的流程示意图。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]实施例一
[0040]本实施例提出了一种储氢装置，如图1所示，包括储氢罐1、电控系统2，所述储氢罐1包括罐体11，以及设置于罐体11中的至少一个储氢模块12，所述储氢模块12包括储氢管123、设置于所述储氢管123中的电加热密闭套管121、与电加热密闭套管121连接的电加热器124、放置于所述储氢管123内的储氢介质122，其中：
[0041]所述罐体11设置有氢气出口和氢气入口。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储氢装置，其特征在于，包括储氢罐、电控系统，所述储氢罐包括罐体，以及设置于罐体中的至少一个储氢模块，所述储氢模块包括储氢管、设置于所述储氢管中的电加热密闭套管、与电加热密闭套管连接的电加热器、放置于所述储氢管内的储氢介质，其中：所述罐体设置有氢气出口和氢气入口；所述储氢管，与所述氢气入口连通，用于储存通过所述氢气入口输入的氢气与储氢介质反应得到的金属氢化物，还用于将金属氢化物加热后得到的氢气释放到氢气出口；所述电加热器，用于当需要输出氢气时，通过所述电加热密闭套管对储存在所述储氢管内的金属氢化物进行加热，使所述金属氢化物转化为氢气并通过所述氢气出口输出；电控系统，与所述电加热器连接，用于控制电加热器的工作。2.如权利要求1所述的储氢装置，其特征在于，所述罐体包括通过两个分隔挡板分隔开的氢气区、取热区和电加热检修区；所述氢气区设置所述氢气出口和氢气入口；所述取热区设置所述储氢管，所述储氢管开口端位于所述氢气区，以便通过氢气入口输入的氢气区中的氢气进入储氢管，或储氢管中的氢气进入氢气区通过氢气出口输出，所述储氢管封闭端位于所述电加热检修区；所述电加热检修区设置有所述电控系统和电加热器，所述电加热密闭套管与电加热器的连接位置位于所述电加热检修区。3.如权利要求2所述的储氢装置，其特征在于，所述罐体还包括：设置在所述取热区的进水口和水蒸气出口，分别作为冷水进入取热区的入口和所述冷水气化为水蒸气后的出口；所述水蒸气为所述冷水进入取热区后吸收氢气与储氢介质反应时产生的热量后气化得到。4.如权利要求2所述的储氢装置，其特征在于，还包括：设置在所述罐体上且位于氢气区和取热区的安全阀，用于当罐体内部氢气压力或者水蒸气压力超出设计压力时，泄放部分氢气或水蒸气以降低罐体内部氢气压力或者水蒸气压力。5.如权利要求1所述的储氢装置，其特征在于，所述电控系统包括调频器、控制器、配电箱，所述配电箱与调频器连接，调频器一端与控制器连接，另一端与电加热器连接，用于在控制器控制下调节电加热器功率，使储...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔亚军，张莉，陈维思，何学坤，王吉峰，赵小航，彭琳，何晓昶，李建，周超强，许丹，戈丹妮，
申请(专利权)人：中国昆仑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：