本发明专利技术公开了一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，涉及压缩机技术领域，解决容积式压缩机无法大规模快速压缩氢气和现有离子液体压缩机输出氢气夹带离子液体的技术问题，本发明专利技术包括原料氢气储罐、长管拖车氢气储罐,原料氢气储罐和长管拖车氢气储罐之间有第一气缸至第四气缸，原料氢气储罐连接原料输送风机，原料输送风机连接第一气缸至第四气缸，原料输送风机由单向进气阀连接第一气缸至第四气缸，第一气缸至第四气缸通过单向排气阀连接长管拖车氢气储罐，第一气缸与第二气缸通过第一四通换向阀、第三四通换向阀和第二四通换向阀或通过第一四通换向阀、第四四通换向阀和第二四通换向阀连接第三气缸与第四气缸；本发明专利技术具有高压比、大流量快速压缩氢气，提高压缩效率和输出氢气纯净的优点。缩效率和输出氢气纯净的优点。缩效率和输出氢气纯净的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机
[0001]本专利技术涉及压缩机
，特别是涉及一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，用于以离子液体为液体活塞压缩氢气用的容积式压缩机。
技术介绍
[0002]目前国内加氢站主要采用的工艺流程是基于高压气态氢的储运方式，主要以站外长管拖车供氢为主。长管拖车将20MPa的压缩氢气从氢气生产单位运送进固定站，通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐，车辆加氢时，长管拖车或储氢罐中输出的氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。目前国际上应用比较广泛的车载储氢瓶压力等级主要有35MPa和70MPa两种，35MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为45MPa，70MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为90MPa。
[0003]利用太阳能发电电解水生产氢气是目前主流的制氢工艺，产品压力通常在1～1.5MPa，需要压缩至20MPa以上才能充注到长管拖车的储气罐内运输出去。大规模制氢、储氢、输氢，原料气出气量很大，通常在数千标准立方米每小时以上，需要采用大流量快速氢气压缩机将其即时压缩至高压储存或运输。
[0004]目前，氢气压缩主要采用隔膜式压缩机、活塞压缩机或离子液体压缩机，都属于容积式的压缩机。其中，离子液体压缩机是林德公司(Linde)技术人员与戴姆勒克莱斯勒公司(Daimler Chrysler AG)合作开发的一种使用离子液体作为液体活塞的气体压缩设备。离子液体本身几乎不可压缩，并且几乎没有蒸气压，替代金属活塞可以在等温条件下产生高压，同时兼顾润滑和密封，能长期服役无需维护，节省20％能耗，且结构比较简单，因而被认为在加氢站用压缩机市场上占统治性地位。国内外也有一些改进型的离子液体压缩机，例如：专利技术专利CN202010156648.3提出一种相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，专利技术专利CN202010156625.2提出一种摆动换向两级增压零余隙式离子液体压缩机。
[0005]但是，现有离子液体压缩机在压缩氢气的时候，存在以下几个问题：
[0006](1)流量太小，达不到千立方米每小时的速率，不能满足快速压缩的需要；
[0007](2)输出氢气会夹带离子液体，实际应用时经常造成进气阀和排气阀故障，并且需要在末级设置气液分离器回收离子液体；
[0008](3)压缩通常分成很多级，各级之间配合工作容易偏离设计工况，影响效率。
[0009]隔膜式压缩机也存在流量太小的问题，活塞压缩在大流量、高压比的情况下，使用寿命大幅度下降，大约只有1000小时左右的工作寿命，也不能满足上述场景的应用需求。
[0010]氢气分子量小、密度小，采用速度型的离心式压缩机进行压缩很难达到较大的压比，利用大幅度的容积变化压缩氢气是相对较好的技术途径，利用液体活塞的往复流动造成大幅度的容积变化是相对较好的技术路线，利用离心泵驱动离子液体实现液体活塞快速的往复流动是相对可行的技术方案。
技术实现思路
[0011]为此，本专利技术提出了一种采用离子液体压缩氢气的新方法，采用离心泵和活塞泵组合输送离子液体，利用了离心泵流量大但压比小、活塞泵压比大但流量小的特点，与气缸内气体容积、压力变化规律相匹配，实现高压比、大流量快速压缩氢气。
[0012]本专利技术的目的在于：为了解决容积式压缩机无法大规模快速压缩氢气和现有离子液体压缩机输出氢气夹带离子液体的技术问题，本专利技术提供一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机。
[0013]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0014]一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，包括原料氢气储罐、长管拖车氢气储罐,所述原料氢气储罐和长管拖车氢气储罐之间具有第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸，原料氢气储罐连接有原料输送风机，所述原料输送风机再连接所述第一气缸至所述第四气缸，原料输送风机通过单向进气阀连接到第一气缸至第四气缸，第一气缸至第四气缸通过单向排气阀连接到长管拖车氢气储罐，第一气缸与第二气缸通过第一四通换向阀、第三四通换向阀和第二四通换向阀或通过第一四通换向阀、第四四通换向阀和第二四通换向阀连接第三气缸与第四气缸。
[0015]进一步的，所述第一四通换向阀具有四个接口，所述第二四通换向阀具有四个接口，所述第三四通换向阀具有四个接口，所述第四四通换向阀具有四个接口，所述第一气缸连接所述接口a1,接口c1连着接口a3，接口c3连着活塞泵的进口，所述活塞泵的出口连着接口d3，接口b3连着接口d2，接口与所述第四气缸连通。
[0016]进一步的，所述第一四通换向阀具有四个接口，所述第二四通换向阀具有四个接口，所述第三四通换向阀具有四个接口，所述第四四通换向阀具有四个接口，所述第二气缸与接口b1连通，接口d1连着接口a4，接口c4连着离心泵9的进口，所述离心泵9的出口连着接口d4，接口b4连着接口c2，接口a2与所述第三气缸连通。
[0017]进一步的，所述第一气缸至所述第四气缸的一端安装有压力变送器。
[0018]进一步的，所述第一气缸至所述第四气缸的安装有压力变送器的一端连接有膜分离组件，所述膜分离组件连接所述单向进气阀和单向排气阀。
[0019]进一步的，所述第一气缸至所述第四气缸内的上半部偏上位置设置有水冷器。
[0020]进一步的，所述水冷器的上端连通有冷却水进口调节阀，水冷器的下端连通有冷却水出口闸阀。
[0021]进一步的，所述第一气缸至所述第四气缸内的下半部具有液位计，所述液位计具有两个电极插入到第一气缸至第四气缸内，第一气缸至第四气内具有报警液面，其中一个所述电极高于所述报警液面,另一个电极低于报警液面。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]1.本专利技术将原料氢气储罐中的低压氢气(约1.5MPa)通过原料输送风机提供相对稳定的压力压缩至高压(约20MPa)，充注到长管拖车氢气储罐中运输出去；
[0024]2.本专利技术采用离心泵和活塞泵驱动离子液体在第一气缸至第四气缸之间流动，当离子液体流入气缸，气缸内原来被氢气占据的空间被离子液体占据，氢气就被压缩，直至到高压排气，当离子液体流出气缸，就会给氢气让出更多的空间，气体就会被拉伸导致膨胀，压力降低从而吸入新的氢气，直至氢气几乎充满气缸；
[0025]3.本专利技术所述子液体是在一组两个气缸之间往复流动，通过四个四通换向阀配合离心泵和活塞泵实现流动方向的切换，离心泵和活塞泵进出口和输送方向始终保持不变；
[0026]4.本专利技术所述液位计根据离子液体导电的原理探测离子液体液位，当离子液体液位低于报警液面的时候，液位计的两个电极一个在液面下，一个在液面上，因为没有离子液体连通而断路，电路上的报警器就会向控制系统发出信号，从而控制四通换向阀切换方向；
[0027]5.本专利技术所述液位计故障未及时发出控制信号，压力变送器探测到四个气缸顶部气体压力绝对值及增幅都过大，也会发出保护性报警信号，强制四本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，其特征在于，包括原料氢气储罐(5)、长管拖车氢气储罐(7),所述原料氢气储罐(5)和长管拖车氢气储罐(7)之间具有第一气缸(1)、第二气缸(2)、第三气缸(3)和第四气缸(4)，原料氢气储罐(5)连接有原料输送风机(6)，所述原料输送风机(6)再连接所述第一气缸(1)至所述第四气缸(4)，原料输送风机(6)通过单向进气阀(18)连接到第一气缸(1)至第四气缸(4)，第一气缸(1)至第四气缸(4)通过单向排气阀(19)连接到长管拖车氢气储罐(7)，第一气缸(1)与第二气缸(2)通过第一四通换向阀(11)、第三四通换向阀(13)和第二四通换向阀(12)或通过第一四通换向阀(11)、第四四通换向阀(14)和第二四通换向阀(12)连接第三气缸(3)与第四气缸(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，其特征在于，所述第一四通换向阀(11)具有四个接口(a1，b1，c1，d1)，所述第二四通换向阀(12)具有四个接口(a2，b2，c2，d2)，所述第三四通换向阀(13)具有四个接口(a3，b3，c3，d3)，所述第四四通换向阀(14)具有四个接口(a4，b4，c4，d4)，所述第一气缸(1)连接所述接口(a1),接口(c1)连着接口(a3)，接口(c3)连着活塞泵(10)的进口，所述活塞泵(10)的出口连着接口(d3)，接口(b3)连着接口(d2)，接口(b2)与所述第四气缸(4)连通。3.根据权利要求1所述的一种用于大规模制氢储氢的快速离子液体压缩机，其特征在于，所述第一四通换向阀(11)具有四个接口(a1，b1，c1，d1)，所述第二四通换向阀(12)具有四个接口(a2...
【专利技术属性】
技术研发人员：巩宁峰，储诚仲，聂连升，
申请(专利权)人：北京海德利森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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