一种氢气储存释放的方法技术

本公开涉及一种氢气储存释放的方法，该方法包括：使来自氢气源的输入氢气经升压后得到升压氢气；使升压氢气进入固体储氢单元，其中，当输入氢气的压力大于压力阈值时，使升压氢气进行冷却，得到第一低温氢气；使第一低温氢气进入固体储氢单元；当输入氢气的压力小于压力阈值时，使升压氢气进行加热后，得到高温氢气；使高温氢气进入固体储氢单元；从固体储氢单元的出口得到外输氢气；固体储氢单元包括多个内部装填有固体储氢材料的固体储氢罐，且至少一个固体储氢罐内储有氢气

【技术实现步骤摘要】
一种氢气储存释放的方法


[0001]本公开涉及储氢领域，具体地，涉及一种氢气储存释放的方法
。

技术介绍

[0002]来自可再生能源的氢气，具有可储存
、
可运输的特点，是灵活的能源载体和低碳原料，具有巨大的发展潜力
。
氢气储存和运输作为制氢与用氢之间的纽带和桥梁，对整个氢能产业链的持续发展至关重要
。
[0003]目前已市场化的储氢技术包括：高压气态储氢
、
低温液态储氢
、
固态储氢及有机液体储氢
。
但是，低温液态储氢的成本高
、
易造成低温冻伤
、
液体易挥发；气态储氢存在氢脆
、
氢渗透的风险；固态储氢将氢气吸附至固体材料中，可以解决储氢密度低和安全系数低的问题
。
这为来自可再生能源的氢气，用于炼化工业等连续用氢过程提供了基础
。
[0004]另一方面，随着劣质原油加工比例的不断增加
、
成品油质量升级要求不断提高
、
油转化产业升级速度加快，炼化企业对氢气需求越来越多
。
由于“绿氢”的不稳定性，难以成为连续稳定的氢气源，因此，无法满足工业过程中作业要求
。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是提供一种氢气储存释放的方法，目的是为了实现氢气的灵活储存和释放，可满足工业化装置连续用氢的要求
。
[0006]为了实现上述目的，本公开提供一种氢气储存释放的方法，该方法包括：使来自氢气管网的输入氢气经升压后得到升压氢气；使所述升压氢气进入固体储氢单元，其中，当所述输入氢气的压力大于压力阈值时，使所述升压氢气进行冷却，得到第一低温氢气；使所述第一低温氢气进入所述固体储氢单元；当所述输入氢气的压力小于压力阈值时，使所述升压氢气进行加热后，得到高温氢气；使所述高温氢气进入所述固体储氢单元；从所述固体储氢单元的出口得到外输氢气；所述固体储氢单元包括多个内部装填有固体储氢材料的固体储氢罐，且至少一个所述固体储氢罐内储有氢气
。
[0007]可选地，所述固体储氢材料选自碳基储氢材料
、
合金储氢材料和络合物储氢材料中的一种或几种
。
[0008]可选地，碳基储氢材料选自活性炭
、
碳纳米纤维
、
石墨纳米纤维
、
碳纳米管和金属有机骨架储氢材料中的一种或几种；合金储氢材料选自镁系储氢合金
、
钛系储氢合金
、
钒系储氢合金
、
稀土系储氢合金和锆系储氢合金的一种或几种；所述络合物储氢材料选自
NaAlH4、LiAlH4、NaBH4、LiBH4、MgBH4、Li
‑
AlH4、KAlH4和
Mg(AlH4)2的一种或几种
。
[0009]可选地，采用压缩机对所述输入氢气进行升压，所述压缩机的出口分别通过储氢主线和供氢主线与所述固体储氢单元的氢气入口连通；所述储氢主线上设有第一冷却器，所述供氢主线上设有加热器
。
[0010]可选地，所述储氢主线的出口分别与多个固体储氢罐的氢气入口连通，所述供氢主线的出口分别与多个固体储氢罐的氢气入口连通
。
[0011]可选地，该方法还包括：当所述输入氢气的压力大于压力阈值时，使从所述固体储氢单元的出口得到的氢气中的一部分作为循环氢气与所述输入氢气混合，另一部分作为所述外输氢气外送
。
[0012]可选地，所述第一低温氢气的温度为
‑
20
～
50℃
，压力为1～
10MPa
；所述高温氢气的温度为
60
～
300℃
，压力为1～
10Mpa。
[0013]可选地，该方法还包括，使所述固体储氢单元的出口氢气进行冷却，得到第二低温氢气；使所述第二低温氢气经气液分离后得到的气相作为所述外输氢气进入所述氢气管网；所述第二低温氢气的温度为
30
～
50℃
，压力为1～
10MPa。
[0014]可选地，所述升压前后氢气的压力差为
0.05
～
1MPa
；所述输入氢气的压力为1～
10MPa
，所述外输氢气的压力为1～
10MPa。
[0015]可选地，该方法还包括，在所述升压氢气进入固体储氢单元之前，使所述升压氢气与固体储氢单元的出口氢气换热
。
[0016]通过上述技术方案，当氢气管网进入本公开系统的输入氢气的压力大于压力阈值时，管网中过剩的氢气经过压缩
、
冷却和吸附，使其在低温条件下储存到固体储氢罐中；当氢气管网进入本公开系统的输入氢气的压力小于压力阈值时，管网中的氢气处于不足状态，则来自管网中的氢气经过压缩
、
加热和脱附，使高温氢气在高温条件下自固体储氢罐中释放至本公开的管网中，从而平衡管网压力稳定；能够提升氢气储存和释放的高效性和灵活性；并且，根据来自氢气管网进入本公开系统的输入氢气的压力，灵活的调控储氢单元储氢或者供氢，从而能够实现绿氢的工业装置连续利用
。
另外，本公开的储氢密度高
、
供氢压力稳定，并且大幅减少储氢设备占地面积
。
[0017]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明
。
附图说明
[0018]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制
。
在附图中：
[0019]图1是本公开的一种实施方式的氢气储存释放方法的工艺流程图
。
[0020]附图标记说明
[0021]1、
固体储氢罐；
2、
压缩机；
3、
加热器；
4、
第一冷却器；
5、
第二冷却器；
7、
气液分离器；
8、
输入氢气；
9、
外输氢气；
11、
氢气管网
。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明
。
应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开
。
[0023]需要说明的是，本申请中所有获取信号
、
信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的
。
[0024]在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上
、
下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢气储存释放的方法，其特征在于，该方法包括：使来自氢气管网
(11)
的输入氢气
(8)
经升压后得到升压氢气；使所述升压氢气进入固体储氢单元，其中，当所述输入氢气
(8)
的压力大于压力阈值时，使所述升压氢气进行冷却，得到第一低温氢气；使所述第一低温氢气进入所述固体储氢单元；当所述输入氢气
(8)
的压力小于压力阈值时，使所述升压氢气进行加热后，得到高温氢气；使所述高温氢气进入所述固体储氢单元；从所述固体储氢单元的出口得到外输氢气
(9)
；所述固体储氢单元包括多个内部装填有固体储氢材料的固体储氢罐
(1)
，且至少一个所述固体储氢罐
(1)
内储有氢气
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体储氢材料选自碳基储氢材料
、
合金储氢材料和络合物储氢材料中的一种或几种
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，碳基储氢材料选自活性炭
、
碳纳米纤维
、
石墨纳米纤维
、
碳纳米管和金属有机骨架储氢材料中的一种或几种；所述合金储氢材料选自镁系储氢合金
、
钛系储氢合金
、
钒系储氢合金
、
稀土系储氢合金和锆系储氢合金的一种或几种；所述络合物储氢材料选自
NaAlH4、LiAlH4、NaBH4、LiBH4、MgBH4、Li
‑
AlH4、KAlH4和
Mg(AlH4)2的一种或几种
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用压缩机
(2)
对所述输入氢气
(8)
进行升压，所述压缩机
(2)
的出口分别通过储氢主线和供氢主线与所述固体储氢单元的氢气入口连通；所述储氢主线上设有第一冷却器
(4)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯祥，李明东，蹇江海，李玉新，黄孟旗，徐松，杨玖坡，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：