本发明专利技术涉及储氢技术领域，尤其涉及一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统,储氢系统主要包括多级预冷系统、储氢系统、自动控制系统和安全检测系统，所述储氢系统充分利用LNG冷能对氢气进行预冷；采用高比表面积活性炭在深冷环境中吸附氢气的方式储氢。本发明专利技术中，将低温吸附储氢与风电废电利用、LNG冷能利用相结合，解决了氢气制取与存储能耗大的问题，从而实现成本较低且安全高效的制氢储氢方式与LNG冷能的充分利用，助力风能利用和双碳战略目标的实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储氢，尤其涉及一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统。
技术介绍
1、
2、
3、研究表明，固体吸附过程会产生吸附热导致罐内温度上升，而低温吸附储氢容量会随着温度升高而逐渐降低。因此，本项目提出了利用lng冷源的低温固体吸附储氢，对储氢罐的结构进行了重点设计，利用lng的高品位冷能提前为氢气预冷，将预冷氢气通入储氢装置，通过高比表面积活性炭吸附的方式安全稳定的储存，便于氢气下一环节的利用，如制氨、供给新能源车等。旨在实现lng与氢能的深度融合发展，加速能源行业向绿色、低碳转型。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决现有技术中上述记载中存在的技术缺陷问题，而提出的一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，储氢系统主要包括多级预冷系统、储氢系统、自动控制系统和安全检测系统，所述储氢系统充分利用lng冷能对氢气进行预冷；采用高比表面积活性炭在深冷环境中吸附氢气的方式储氢。
4、作为上述技术方案的进一步描述：
5、所述多级预冷系统利用lng汽化产生的冷能对氢气进行分级预冷处理，将预冷过后的氢气通入储氢装置进一步冷却并进行储存。
6、作为上述技术方案的进一步描述：
7、所述多级预冷系统利用板翅式换热器进行换热。
8、作为上述技术方案的进一步描述：
>9、所述多级预冷系统利用lng汽化产生的冷能以及液氮对氢气进行分级预冷处理：10、(1)一级预冷：氢气先通过和lng直接换热的一级换热器，使其温度从室温降低到约150k。
11、(2)二级预冷：将预冷氢气通入二级预冷板式换热器和液氮进行换热，使其温度降低到液氮温区77k-80k，远端利用lng制取液氮，一部分用于预冷氢气，另一部分可用作为储氢罐提供深冷平台。
12、作为上述技术方案的进一步描述：
13、所述多级预冷系统将预冷过后的氢气通入装有高比表面积活性炭的固态储氢装置，同时储氢罐中通入液氮对氢气进行进一步冷却，利用固态吸附储氢装置的吸附作用对氢气进行有效储存。
14、作为上述技术方案的进一步描述：
15、所述储氢系统在固态储氢装置中通入液氮对两级预冷后的氢气进一步冷却至液氮蒸发温度附近。
16、作为上述技术方案的进一步描述：
17、所述储氢系统采用高比表面积固体吸附储氢装置。
18、作为上述技术方案的进一步描述：
19、所述自动控制系统可在检测到工质温度满足要求后以合适速率通入氢气，并根据氢气速率及吸附情况改变制冷循环运行功率，以确保装置运行在氢气吸附率较高的工况点。
20、作为上述技术方案的进一步描述：
21、所述安全检测系统在储氢罐以及氢气管路中设有多个检漏装置与氢敏胶带，以确保充氢及储氢过程的安全性，储氢罐上部设有安全阀，防止罐内压力过高引发爆炸，进一步提高安全性。
22、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
23、1、本专利技术中，充分考察了中国地理特征和区位因素，沿海地区离岸风电和港口lng气化站分布集聚性较为明显，传统lng气化站能量损失较大，因此利用lng气化站作为储氢的深冷平台的冷源，分级预冷氢气，可减少大量能量损失，显著提高了经济性。
24、2、本专利技术中，采用高比表面积活性炭固体吸附储氢装置进行储氢，设计了一种新型储氢罐，显著改善了氢气的吸附热所带来的温升，使罐体内各处基本保持在最佳吸附温度，同时尽可能节约罐内容积，增大储氢能力，降低能耗，并且在一定程度上克服了氢气应用场景危险的行业难点，减轻了储氢的安全隐患。
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【技术保护点】
1.一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，储氢系统主要包括多级预冷系统、储氢系统、自动控制系统和安全检测系统，所述储氢系统充分利用LNG冷能对氢气进行预冷；采用高比表面积活性炭在深冷环境中吸附氢气的方式储氢。
2.根据权利要求1所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用LNG汽化产生的冷能对氢气进行分级预冷处理，将预冷过后的氢气通入储氢装置进一步冷却并进行储存。
3.根据权利要求2所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用板翅式换热器进行换热。
4.根据权利要求2所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用LNG汽化产生的冷能以及液氮对氢气进行分级预冷处理：
5.根据权利要求3所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统将预冷过后的氢气通入装有高比表面积活性炭的固态储氢装置，同时储氢罐中通入液氮对氢气进行进一步冷却，利用固态吸附储氢装置的吸附作用对氢气进行有效储存。
<p>6.根据权利要求5所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述储氢系统在固态储氢装置中通入液氮对两级预冷后的氢气进一步冷却至液氮蒸发温度附近。7.根据权利要求5所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述储氢系统采用高比表面积固体吸附储氢装置。
8.根据权利要求1所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述自动控制系统可在检测到工质温度满足要求后以合适速率通入氢气，并根据氢气速率及吸附情况改变制冷循环运行功率，以确保装置运行在氢气吸附率较高的工况点。
9.根据权利要求1所述的一种基于LNG冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述安全检测系统在储氢罐以及氢气管路中设有多个检漏装置与氢敏胶带，以确保充氢及储氢过程的安全性，储氢罐上部设有安全阀，防止罐内压力过高引发爆炸，进一步提高安全性。
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【技术特征摘要】
1.一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，储氢系统主要包括多级预冷系统、储氢系统、自动控制系统和安全检测系统，所述储氢系统充分利用lng冷能对氢气进行预冷；采用高比表面积活性炭在深冷环境中吸附氢气的方式储氢。
2.根据权利要求1所述的一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用lng汽化产生的冷能对氢气进行分级预冷处理，将预冷过后的氢气通入储氢装置进一步冷却并进行储存。
3.根据权利要求2所述的一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用板翅式换热器进行换热。
4.根据权利要求2所述的一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统利用lng汽化产生的冷能以及液氮对氢气进行分级预冷处理：
5.根据权利要求3所述的一种基于lng冷源的低温固体吸附储氢系统，其特征在于，所述多级预冷系统将预冷过后的氢气通入装有高比表面积活性炭的固态储氢装置，同时...
【专利技术属性】
技术研发人员：金苏柯，余萌，李阳，丁益，孟志文，罗婵媛，刘彤，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：
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