一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统及方法，在储氢端建立金属氢化物生产线，采用固定式气

【技术实现步骤摘要】
一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统及方法


[0001]本专利技术属于氢能的
，尤其涉及一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统及方法。

技术介绍

[0002]氢燃料运输工具的日益推广普及，将氢能带入了人们的视野。然而现阶段使用的高压气瓶储氢方式所使用的储氢设备价格昂贵，且有安全性低存在巨大安全隐患等问题。
[0003]近年来金属固体储氢技术在气固双相变换和试验规模应用上取得一定突破，固体储运氢技术已经开始进入商业化示范的阶段，储氢量已经可以达到吨级的规模，并形成了一批以镁基金属材料为基础的固态储氢技术。
[0004]镁基储氢材料可以通过与氢气之间进行化学反应，实现可控的氢的储存与释放。其原理是，当向镁基储氢材料中充入氢气时，可以形成相应的氢化物，形成固态储氢，同时放出热量。当储氢阶段完成后，当外界传递热量给吸氢后形成的金属氢化物时，金属氢化物就会再分解为镁基储氢材料并放出氢气，供电供热。因镁基储氢材料具有密度小、储氢量大、资源丰富等特点且成本低廉，因而被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。
[0005]例如公开号为CN 110498389 A，专利技术名称为一种基于镁基储氢材料的储放氢系统及储放氢方法，公开了一种基于镁基储氢材料的储放氢系统，包括燃烧放热单元、传热介质循环单元和镁基储氢材料储放氢单元，其中，燃烧放热单元被设置为可使燃料燃烧放热；传热介质循环单元被设置为可通过传热介质的循环流动将燃烧产生的热量传递至所述的镁基储氢材料储放氢单元；镁基储氢材料储放氢单元被设置为可储放氢。<br/>[0006]例如公开号为CN112758889A，专利技术名称为一种镁基固态储运氢装置，包括支撑构件、第一流通组件、第二流通组件、第三流通组件和至少一个储氢构件组；支撑构件形成有放置储氢构件、第一流通组件、第二流通组件和第三流通组件的安装空间；储氢构件组包括至少一个储氢构件，储氢构件形成有相分隔开的放置有镁基固态储氢物的储存腔和换热腔，第一流通组件用于对储氢构件的储存腔充氢以及卸氢；第二流通组件用于对储氢构件的换热腔输送换热介质，第三流通组件用于对储氢构件的换热腔排放换热介质。
[0007]但是，目前这些技术主要针对小规模的用氢场景(如加氢站、氢气补给站)，这些技术采用的技术路径，以固定填充储氢的密闭容器为储氢载体，以辅助加热(如电加热导热油)为热源，以类似长管车的箱罐车为运氢工具，以单件间歇式一次性充、放为一个完整的储放氢工艺，这些技术均受制于储放氢一体化容器装备设计的复杂性、容积尺寸局限性、应用环境和储放氢需求差异性，以及受制于运输工具小型化、零散化运输需要的经济性，这些都大大限制了氢气的储运规模，更不容易实现储氢、用氢两侧的连续生产和使用；尤其是需要特殊定制的运输用具(如专利CN112758889A)才能够运输储氢后的材料，导致用氢侧的运输成本增加；以至于限制了大规模运输氢气。

技术实现思路

[0008]针对以上技术问题，本专利技术提供了一种工业级大规模连续储、运氢及放氢方法及系统，结合钢厂氢冶金等大规模工业级用氢的工艺场景和远距离大规模经济性储运氢的需求，实现了大规模连续生产(储氢、运氢、用氢)的工艺流程。
[0009]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0010]一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，基于金属基储氢材料的特性及储放氢机理构建，满足万立方每小时的生产规模，包括：
[0011]储氢子系统，包括固定式气
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固两相转化单元，所述固定式气
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固两相转化单元用于将氢气与固态储氢原料批量转化为含氢矿料，实现大规模储氢；所述含氢矿料为含氢量在2～8wt％范围内的固体物料；
[0012]运氢防护子系统，包括常规固体物料的运输工具，实现在常温常压防潮下的含氢矿料的批量运输；
[0013]放氢子系统，包括固定式固
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气两相转化单元，所述固定式固
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气两相转化单元用于分离含氢矿料内储存的氢气，同时对放氢过程进行安全防护连续作业的控制，析出氢气，并得到解氢矿料，实现大规模放氢。
[0014]其中，所述固态储氢原料优选为镁基储氢材料，如纯镁、镁
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铝合金、镁
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镍合金、镁
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镧合金、镁
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铈合金和镁
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钇合金中的一种或多种。
[0015]本专利技术一优选实施例，还包括：零碳制氢系统，所述零碳制氢系统的氢气出口连接所述固定式气
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固两相转化单元的氢气入口，所述固定式气
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固两相转化单元控制零碳制氢系统连续输出绿氢。
[0016]本专利技术一优选实施例，所述储氢子系统还包括：固态储氢原料储存仓和第一含氢矿料储存仓，所述固态储氢原料储存仓与所述固定式气
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固两相转化单元连接，用于储存所述固态储氢原料，所述第一含氢矿料储存仓与所述固定式气
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固两相转化单元连接，用于储存所述固定式气
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固两相转化单元产出的含氢矿料。
[0017]本专利技术一优选实施例，所述储氢子系统还包括：
[0018]第一输送单元，所述第一输送单元用于将固态储氢原料批量输送至所述固定式气
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固两相转化单元；和/或所述第一输送单元将所述固定式气
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固两相转化单元产出的含氢矿料输送至第一含氢矿料储存仓和/或所述常规运输工具；和/或所述第一输送单元将第一含氢矿料储存仓内的含氢矿料输送至所述常规运输工具内；
[0019]第一筛选单元，用于筛选进入所述固定式气
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固两相转化单元内的固态储氢原料；
[0020]第一温控单元，设置在所述固定式气
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固两相转化单元内，用于控制所述固定式气
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固两相转化单元内的温度，及在储氢过程中进行温度平衡控制。
[0021]本专利技术一优选实施例，所述第一输送单元为带式输送机或管链式输送机。
[0022]本专利技术一优选实施例，所述放氢子系统还包括含氢矿料储存仓，所述含氢矿料储存仓用于储存运输到的含氢矿料。
[0023]本专利技术一优选实施例，所述放氢子系统还包括：
[0024]第二输送单元，用于将所述含氢矿料储存模块或所述常规运输工具内的含氢矿料批量输送至所述固定式固
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气两相转化单元；
[0025]第二筛选单元，用于筛选进入所述固定式固
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气反应单元内的含氢矿料；
[0026]第二温控单元，设置在所述固定式固
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气反应单元内，用于控制固定式固
‑
气反应单元内的温度，及在放氢过程中进行温度平衡控制。
[0027]本专利技术一优选实施例，所述第二输送单元为带式输送机或管链式输送机。
[0028]本专利技术一优选实施例，所述含氢矿料为块状或颗粒状物料。
[0029]本专利技术一优选实施例，所述常规运输工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，基于金属基储氢材料的特性及储放氢机理构建，满足万立方每小时的生产规模，其特征在于，包括：储氢子系统，包括固定式气
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固两相转化单元，所述固定式气
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固两相转化单元用于将氢气与固态储氢原料批量转化为含氢矿料，实现大规模储氢；运氢防护子系统，包括常规固体物料的运输工具，实现在常温常压防潮下的含氢矿料的批量运输；放氢子系统，包括固定式固
‑
气两相转化单元，所述固定式固
‑
气两相转化单元用于分离含氢矿料内储存的氢气，同时对放氢过程进行安全防护连续作业的控制，析出氢气，并得到解氢矿料，实现大规模放氢。2.如权利要求1所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，还包括：零碳制氢系统，所述零碳制氢系统的氢气出口连接所述固定式气
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固两相转化单元的氢气入口，所述固定式气
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固两相转化单元控制零碳制氢系统连续输出绿氢。3.如权利要求1或2所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述储氢子系统还包括：固态储氢原料储存仓和第一含氢矿料储存仓，所述固态储氢原料储存仓与所述固定式气
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固两相转化单元连接，用于储存所述固态储氢原料，所述第一含氢矿料储存仓与所述固定式气
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固两相转化单元连接，用于储存所述固定式气
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固两相转化单元产出的含氢矿料。4.如权利要求3所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述储氢子系统还包括：第一输送单元，所述第一输送单元用于将固态储氢原料批量输送至所述固定式气
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固两相转化单元；和/或所述第一输送单元用于将所述固定式气
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固两相转化单元产出的含氢矿料输送至第一含氢矿料储存仓和/或所述常规运输工具；和/或所述第一输送单元用于将第一含氢矿料储存仓内的含氢矿料输送至所述常规运输工具；第一筛选单元，用于筛选进入所述固定式气
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固两相转化单元内的固态储氢原料；第一温控单元，设置在所述固定式气
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固两相转化单元内，用于控制所述固定式气
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固两相转化单元内的温度，及在储氢过程中进行温度平衡控制。5.如权利要求4所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述第一输送单元为带式输送机或管链式输送机。6.如权利要求3所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述放氢子系统还包括含氢矿料储存仓，所述含氢矿料储存仓用于储存运输到的含氢矿料。7.如权利要去6所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述放氢子系统还包括：第二输送单元，用于将所述含氢矿料储存模块或所述常规运输工具内的含氢矿料批量输送至所述固定式固
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气两相转化单元；第二筛选单元，用于筛选进入所述固定式固
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气反应单元内的含氢矿料；第二温控单元，设置在所述固定式固
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气反应单元内，用于控制固定式固
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气反应单元内的温度，及在放氢过程中进行温度平衡控制。
8.如权利要去6所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述第二输送单元为带式输送机或管链式输送机。9.如权利要求3所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述含氢矿料为块状或颗粒状矿石物料。10.如权利要求3所述的工业级大规模连续储、运氢及放氢系统，其特征在于，所述运输工具包括货车、火车、轮船。11.如权利要求1所述的工业级大规...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏炜，饶文涛，
申请(专利权)人：宝武清洁能源有限公司，
类型：发明
国别省市：