液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，包括储氢瓶组，储氢瓶组包括20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组，20MPa储氢瓶组与45MPa储氢瓶组通过管路连接；20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组通过管路与90MPa储氢瓶组连接，20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组通过管路与加氢柱、35MPa加氢机连接；20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组通过管路与70MPa加氢机连接；加氢柱一端连接高压氢气长管拖车，35MPa加氢机一端连接35MPa车载氢气罐，70MPa加氢机一端连接70MPa车载氢气罐，它通过低压柱塞泵、高压柱塞泵给液压介质加压，再通过液压介质压缩45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组中的氢气，通过选用大排量的柱塞泵，配合站内45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组可以将排量达到2000Nm3/h以上。/h以上。/h以上。

【技术实现步骤摘要】
液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用


[0001]本专利技术涉及制氢加氢设备领域，尤其涉及一种液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用。

技术介绍

[0002]氢能的综合应用是人类解决能源危机和环境污染问题的终极解决方案，具有零碳无污染、取之不尽、易储存运输、能量密度高等优势。有关机构预测，到2050年，世界所有能源的18％为氢能源，其中交通运输领域占21％，氢燃料汽车在所有车辆中的占比将达到20
‑
25％。
[0003]国家陆续出台了系列政策，明确氢能发展目标、重点任务及保障措施，引导氢能行业健康发展。
[0004]各省市地方政府及时跟进、落地，制定了系列氢能产业发展规划。氢能行业正在有序、快速推进。
[0005]加氢站按照氢气来源，分为站内制氢和外供氢两种型式。
[0006]站内制氢加氢站按照加注类型分为给20MPa、30MPa、52MPa等不同压力的氢气长管拖车充装氢气、给35MPa、70MPa氢燃料汽车加氢，或几种类型同时供氢。
[0007]现有的主要工艺流程如下：
[0008]通过化石能源制氢、工业副产氢、可再生能源制氢等工艺将氢气制备并净化后，得到压力为0.5
‑
2.0MPa的氢气，采用隔膜或活塞压缩机将氢气增压至20MPa，注入氢气长管拖车或站内20MPa的氢气储气瓶组中；
[0009]利用45MPa氢气压缩机，将储氢瓶组或一级压缩机出口的氢气加压到45MPa，储存在45MPa的储氢瓶组中；待有35MPa氢燃料汽车加氢时，从20MPa储氢瓶组和45MPa储氢瓶组取氢，完成车辆加氢。
[0010]利用90MPa氢气压缩机，将20MPa或45MPa的氢气加压到90MPa，储存到90MPa的储氢罐中，待有70MPa氢燃料汽车加氢时，从20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组和90MPa储氢罐分别取氢，完成车辆加氢。
[0011]氢气长管拖车根据工作压力的不同，从相应级别的压缩机出口取氢充装。
[0012]目前，加氢站的加压工艺，全部是隔膜、液驱、活塞等型式的氢气压缩机增压，存在以下问题：
[0013]1、高压压缩技术难度大：氢气的分子小，更高压力的压缩机对密封性能的要求会更大，目前国内45MPa氢气压缩机以进口为主，90MPa的氢气压缩机还没有商业化应用；
[0014]2、排量小：45MPa的压缩机最大1500Nm3/h，90MPa的压缩机最大做到1000Nm3/h；
[0015]3、能耗高：氢气压缩后的温升比较大，需要更加严格的冷却，造成了能源的浪费；
[0016]4、污染氢气：润滑油可能通过密封部位进入氢气，对氢气造成污染；
[0017]5、故障率高：易损件的更换周期通常不超过2000小时，更换难度大。

技术实现思路

[0018]为了解决以上问题，本专利技术提供一种液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，它结构合理，解决了上述问题。
[0019]本专利技术的技术方案是：提供一种液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，包括储氢瓶组，储氢瓶组包括20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组，45MPa储氢瓶组包括瓶组一、瓶组二、瓶组三，瓶组一、瓶组二、瓶组三之间通过管路连接，90MPa储氢瓶组包括瓶组四、瓶组五、瓶组六，瓶组四、瓶组五、瓶组六之间通过管路连接；
[0020]20MPa储氢瓶组与45MPa储氢瓶组通过管路连接；
[0021]20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组通过管路与90MPa储氢瓶组连接；
[0022]20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组通过管路与加氢柱、35MPa加氢机连接；
[0023]20MPa储氢瓶组、45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组通过管路与70MPa加氢机连接；
[0024]加氢柱一端连接高压氢气长管拖车，35MPa加氢机一端连接35MPa车载氢气罐，70MPa加氢机一端连接70MPa车载氢气罐；
[0025]进一步的，所述45MPa储氢瓶组中的瓶组一和瓶组二通过管路与低压储液箱连接，低压储液箱通过低压柱塞泵与45MPa储氢瓶组中的瓶组一和瓶组二连接；
[0026]进一步的，所述90MPa储氢瓶组中的瓶组四和瓶组五通过管路与高压储液箱连接，高压储液箱通过高压柱塞泵与90MPa储氢瓶组中的瓶组四和瓶组五连接；
[0027]进一步的，在站内制氢加氢站中的应用如下：
[0028]在站内设置45MPa储氢瓶组，分成三组，将20MPa压缩机出口或20MPa储氢瓶组中的氢气分别引入到45MPa储氢瓶组中的瓶组一、瓶组二内，当压力达到10
‑
20MPa范围内的某一设定压力时，启动低压柱塞泵，低压储液箱中的液压介质通过低压柱塞泵加压后分别加注到瓶组一、瓶组二，直至把瓶组一、瓶组二内氢气压力增压到45MPa，将加压后的氢气充装到瓶组三进行储存；介质注满后再回到低压储液箱，瓶组一、瓶组二交替工作；
[0029]当有35MPa车载氢气罐或高压氢气长管拖车加氢时，通过加氢柱或35MPa加氢机先从站内20MPa储氢瓶组取氢，压力均衡后再通过加氢柱或35MPa加氢机从45MPa储氢瓶组的瓶组三取氢，直至加氢到设定压力；
[0030]在站内设置90MPa储氢瓶组，分成三组，将20MPa压缩机出口或45MPa储氢瓶组的瓶组三中的氢气分别引入到90MPa储氢瓶组中的瓶组四、瓶组五内，当压力达到20
‑
45MPa范围内的某一设定压力时，启动高压柱塞泵，将高压储液箱的液压介质加压后分别加注到瓶组四、瓶组五中，直至把瓶组内氢气压力增压到90MPa并充装到瓶组六进行储存；介质注满后回到高压储液箱，瓶组四、瓶组五交替工作；
[0031]当有70MPa氢燃料汽车或高压氢气长管拖车加氢时，通过70MPa加氢机先从站内20MPa储氢瓶组取氢，压力均衡后再从45MPa储氢瓶组的瓶组三取氢，压力均衡后再由90MPa储氢瓶组的瓶组六取氢，直至加氢到设定压力。
[0032]进一步的，当高压氢气长管拖车的工作压力高于20MPa时，由45MPa储氢瓶组或90MPa储氢瓶组取氢加注。
[0033]进一步的，所述介质为经过纯化后的纯净水、纯乙二醇中的一种或两者的混合液。
[0034]进一步的，所述乙二醇和纯净水按不同比例配置的混合液中乙二醇含量为10
‑
70％，所述的混合液在环境温度下不结冰。
[0035]本专利技术的有益效果是：具有以下优势：
[0036]1、通过低压柱塞泵、高压柱塞泵给液压介质加压，再通过液压介质压缩45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组中的氢气，难度小于通过压缩机直接压缩氢气；
[0037]2、排量容易做大：通过选用大排量的柱塞泵，配合站内45MPa储氢瓶组、90MPa储氢瓶组可以将排量达到2000Nm3/h以上；
[0038]3、能耗小：氢气压缩后的温升小，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，其特征在于：包括储氢瓶组，储氢瓶组包括20MPa储氢瓶组(1
‑
1)、45MPa储氢瓶组(1
‑
2)、90MPa储氢瓶组(1
‑
3)，45MPa储氢瓶组(1
‑
2)包括瓶组一、瓶组二、瓶组三，瓶组一、瓶组二、瓶组三之间通过管路连接，90MPa储氢瓶组(1
‑
3)包括瓶组四、瓶组五、瓶组六，瓶组四、瓶组五、瓶组六之间通过管路连接；20MPa储氢瓶组(1
‑
1)与45MPa储氢瓶组(1
‑
2)通过管路连接；20MPa储氢瓶组(1
‑
1)、45MPa储氢瓶组(1
‑
2)通过管路与90MPa储氢瓶组(1
‑
3)连接；20MPa储氢瓶组(1
‑
1)、45MPa储氢瓶组(1
‑
2)通过管路与加氢柱(4)、35MPa加氢机(6)连接；20MPa储氢瓶组(1
‑
1)、45MPa储氢瓶组(1
‑
2)、90MPa储氢瓶组(1
‑
3)通过管路与70MPa加氢机(8)连接；加氢柱(4)一端连接高压氢气长管拖车，35MPa加氢机(6)一端连接35MPa车载氢气罐，70MPa加氢机(8)一端连接70MPa车载氢气罐。2.根据权利要求1所述液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，其特征在于：所述45MPa储氢瓶组(1
‑
2)中的瓶组一和瓶组二通过管路与低压储液箱(5)连接，低压储液箱(5)通过低压柱塞泵(51)与45MPa储氢瓶组(1
‑
2)中的瓶组一和瓶组二连接。3.根据权利要求1所述液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，其特征在于：所述90MPa储氢瓶组(1
‑
3)中的瓶组四和瓶组五通过管路与高压储液箱(7)连接，高压储液箱(7)通过高压柱塞泵(71)与90MPa储氢瓶组(1
‑
3)中的瓶组四和瓶组五连接。4.根据权利要求1所述液压瓶推增压工艺在站内制氢加氢站中的应用，其特征在于，在站内制氢加氢站中的应用如下：在站内设置45MPa储氢瓶组(1
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2)，分成三组，将20MPa压缩机出口或20MPa储氢瓶组(1
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【专利技术属性】
技术研发人员：苑士宽，
申请(专利权)人：河北惟明燃气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：