【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态储氢材料应用领域和热处理余热回收节能设备，具体地说是涉及一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法。
技术介绍
1、航空、航天系统的各类精密合金在进行热处理时往往需要通入氢气进行保护，以获得光亮的表面与优异的性能。作为保护气氛的氢气在常温常压下以气态形式存在，爆炸极限为4.0％-74.2％，泄露后有爆炸风险，现阶段热处理车间在使用氢气时，多采用高压钢瓶，而钢瓶的阀门稍有瑕疵就容易造成泄露。同时，在进行上述热处理的车间是一个易产生明火的场所，涉及氢气的安全生产直接关系到人员的生命安全、生产设备的正常使用等问题，因此氢气在车间的使用尤其需要注意。此外，通过钢瓶储存氢气的体积密度低，大量的钢瓶会占据热处理车间内的空间，不利于实际生产作业。
2、固态储氢装置在放氢时，会发生吸热效应，随着放氢反应的进行，装置表现出放氢压力降低、放氢速率较差的问题，装置无法以持续的额定压力和流量进行供氢，需要配备热管理系统来对固态储氢装置进行加热，从而调节供氢压力及流量。而额外的热源增加了用氢成本。因此，如何降低储氢系统的综合能耗，提供固态储氢合金放氢所需的热量是实现固态储氢应用的前提。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，至少能够解决以下问题之一：(1)现有供氢方法无法持续稳定的供氢；(2)现有供氢方法需要配备热管理系统来加热，增加用氢成本，高能耗；(3)高压氢气瓶空间占用率高，且存在生产安全隐患。
2、本专利
3、一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，包括以下步骤：
4、热处理炉的高温烟气流入余热回收系统，经过热量传导，加热的换热介质从余热回收系统流出，流入固态储供氢装置，固态储供氢装置内部被加热后释放氢气，监测固态储供氢装置内的温度和氢气压力，控制氢气流量，将氢气注入热处理炉。
5、进一步的，高温烟气流入余热回收系统前，监测高温烟气的温度，温度达到工作条件后，将高温烟气输送至余热回收系统。
6、进一步的，监测固态储供氢装置内的温度和氢气压力，两者均达到工作条件时，固态储供氢装置释放氢气，氢气监控单元对固态储供氢装置流出的氢气流量进行监测，氢气流量达到工作条件时，控制氢气流入热处理炉；当氢气流量低于工作条件时，控制停止向热处理炉供氢。
7、进一步的，固态储供氢装置内部释放出的氢气先进入缓冲装置，当缓冲装置内氢气压力稳定后，控制缓冲装置内的氢气流出。
8、进一步的，监测换热介质的温度，并将信号发送至控制单元，换热介质的温度达到工作条件后，控制换热介质从余热回收系统流出，流入固态储供氢装置。
9、进一步的，固态储供氢装置至热处理炉的供氢管路上设置有流量计，根据固态储氢装置的额定氢含量控制和/热处理炉需氢量调节供氢。
10、进一步的，固态储供氢装置内的换热介质经过热量传递，低温度的换热介质流入余热回收系统，通过温度控制，换热介质在余热回收系统和固态储供氢装置两者间循环。
11、进一步的，烟气产量大于工作条件，且烟气温度较低时，热处理炉排出多余烟气。
12、进一步的，余热回收系统中的温度监控单元，将换热介质的温度信号发送给控制单元。
13、一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢装置，采用上述方法，包括热处理炉、余热回收系统和固态储供氢装置，所述热处理炉和余热回收系统通过排烟管道连接，所述余热回收系统通过热介质管道和冷介质管道与固态储供氢装置连接，所述固态储供氢装置通过供氢管道和热处理炉连接。
14、与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下有益效果之一：
15、a)本专利技术提供的基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法通过将热处理炉产生的高温烟气对余热回收系统中的热管进行加热，热管将热量传导至散热片，进一步对换热介质进行加热，加热后的换热介质与固态储供氢装置内部的固态储氢罐进行热交换，从而实现固态储氢装置对热处理炉进行供氢，降低设备的运维成本。
16、b)本专利技术热处理炉产生的高温烟气没有直接排放到大气中，解决了热能资源浪费的问题，减少排烟管道以及密封件的损耗，减少设备的运维成本，利用回收的高温余热，对固态储供氢装置内的储氢合金加热，储供氢装置即可实现快速、稳定地释放氢气，且能够有效降低热处理装置的综合能耗，提高了热处理设备的余热利用率，对热处理企业提高生产效率，降低生产成本具有意义。
17、c)本专利技术对热处理炉产生的烟气的余热加以利用，对固态储供氢装置内的储氢合金进行供热，能使固态储供氢装置以持续的额定压力和流量进行供氢，实现快速、稳定地释放氢气，供氢压力稳定、供氢速率可控，有效降低热处理装置的综合能耗。
18、d)本专利技术设置热介质管道、冷介质管道连通余热回收系统和固态储供氢装置，换热介质被加热后，通过热介质管道进入固态储供氢装置，提供固态储氢材料放氢时所需的热量，当温度较高的换热介质在固态储供氢装置内降温后，沿冷介质管道返回至余热回收系统内再次进行升温，使换热介质得到循环加热及利用，具有加热效率高，加热速度快，能耗低等有益效果。
19、e)本专利技术的固态储氢装置具有安全性好、体积储氢密度高等特点，在热处理车间的使用具有不易发生爆炸、占地面积小等优势，本专利技术固态储氢装置包括可根据储氢量并联增加的固态储氢罐体，可根据热处理量，增加或减少固态储供氢装置的容量；罐内的储氢合金和导热材料混合，能够有效提高传热效率，提高储氢罐的放氢能力。
20、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，高温烟气流入余热回收系统(2)前，监测高温烟气的温度，温度达到工作条件后，将高温烟气输送至余热回收系统(2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，监测固态储供氢装置(3)内的温度和氢气压力，两者均达到工作条件时，固态储供氢装置(3)释放氢气，氢气监控单元对固态储供氢装置(3)流出的氢气流量进行监测，氢气流量达到工作条件时，控制氢气流入热处理炉(1)；当氢气流量低于工作条件时，控制停止向热处理炉(1)供氢。
4.根据权利要求3所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，固态储供氢装置(3)内部释放出的氢气先进入缓冲装置，当缓冲装置内氢气压力稳定后，控制缓冲装置内的氢气流出。
5.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，监测换热介质(252)的温度，并将信号发送至控制单元，换热介质(252)的温
6.根据权利要求5所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，固态储供氢装置(3)至热处理炉(1)的供氢管道(7)上设置有流量计，根据固态储氢装置(3)的额定氢含量控制和/热处理炉(1)需氢量调节供氢。
7.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，固态储供氢装置(3)内的换热介质(252)经过热量传递，低温度的换热介质(252)流入余热回收系统(2)，通过温度控制，换热介质(252)在余热回收系统(2)和固态储供氢装置(3)两者间循环。
8.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，烟气产量大于工作条件，且烟气温度较低时，热处理炉(1)排出多余烟气。
9.根据权利要求5所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，余热回收系统(2)中的温度监控单元，将换热介质(252)的温度信号发送给控制单元。
10.一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢装置，采用权利要求1-9的方法，其特征在于，包括热处理炉(1)、余热回收系统(2)和固态储供氢装置(3)，所述热处理炉(1)和余热回收系统(2)通过排烟管道(7)连接，所述余热回收系统(2)通过热介质管道(5)和冷介质管道(6)与固态储供氢装置(3)连接，所述固态储供氢装置(3)通过供氢管道(7)和热处理炉(1)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，高温烟气流入余热回收系统(2)前，监测高温烟气的温度，温度达到工作条件后，将高温烟气输送至余热回收系统(2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，监测固态储供氢装置(3)内的温度和氢气压力，两者均达到工作条件时，固态储供氢装置(3)释放氢气，氢气监控单元对固态储供氢装置(3)流出的氢气流量进行监测，氢气流量达到工作条件时，控制氢气流入热处理炉(1)；当氢气流量低于工作条件时，控制停止向热处理炉(1)供氢。
4.根据权利要求3所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，固态储供氢装置(3)内部释放出的氢气先进入缓冲装置，当缓冲装置内氢气压力稳定后，控制缓冲装置内的氢气流出。
5.根据权利要求1所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储供氢方法，其特征在于，监测换热介质(252)的温度，并将信号发送至控制单元，换热介质(252)的温度达到工作条件后，控制换热介质(252)从余热回收系统(2)流出，流入固态储供氢装置(3)。
6.根据权利要求5所述的一种基于热处理炉余热加热的固态储...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯振宇，郭世海，刘兵杰，牟星，徐立红，张羊换，祁焱，赵栋梁，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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