一种适用于大型工业化氢能存储方法及系统与流程

1.本发明涉及一种适用于大型工业化氢能存储方法及系统，属于氢能存储领域。


背景技术：

2.目前氢能存储是世界性技术难题，氢气还分为阿尔法和贝塔等形态，不同形态的氢活跃状态是不一样的，对于不同形态的氢气需要采用不同的存储方式，因此若要实现氢能的大规模存储方式复杂、难度较大，若在大型工业化工厂实现氢能大规模存储不仅难度大，成本也高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种适用于大型工业化氢能存储方法及系统，其能够在较低成本下实现大型工业化的氢能存储。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种适用于大型工业化氢能存储方法，包括如下步骤：
5.步骤s01:通过太阳能发电装置发电电解制取多余的氢气；
6.步骤s02:将多余的氢气与工厂排放的二氧化碳进行还原反应，获得一氧化碳；
7.步骤s03:将获得的一氧化碳经低温液化处理存储于液化存储装置中；
8.步骤s04:将空气分离装置的冷量输送至液化存储装置中，使液化存储装置中存储的一氧化碳保持液化状态；
9.步骤s05:将液化存储装置中一氧化碳气化所释放的冷量回供至空气分离装置。
10.前述的这种适用于大型工业化氢能存储方法，所述空气分离装置的冷量为液氮。
11.一种适用于大型工业化氢能存储系统，包括太阳能发电装置、电解水制氢装置、还原装置、液化存储装置、空气分离装置，所述太阳能发电装置与电解水制氢装置连接，电解水制氢装置通过氢气输送管与还原装置连接，还原装置与液化存储装置连接，液化存储装置的输送管与空气分离装置连接，空气分离装置的输出管与液化存储装置连接。通过电解水制氢装置制备氢气供下游用户用氢设备使用，多余的氢气供至还原装置，多余的氢气和来自煤化工厂的二氧化碳进行还原反应，获得氢能的存储媒介一氧化碳，然后通过液化存储装置并利用来自空气分离装置的冷量将一氧化碳液化存储起来，而一氧化碳气化释放的冷量则回供至空气分离装置。
12.前述的这种适用于大型工业化氢能存储系统中，还包括制氢装置，所述制氢装置与所述液化存储装置连接。
13.前述的这种适用于大型工业化氢能存储系统中，还包括下游用户用氢设备，所述制氢装置与下游用户用氢设备连接，所述电解水制氢装置也与下游用户用氢设备连接。白天利用太阳能发电装置和电解水制氢装置制备的氢气可直接供于下游用户用氢设备，多余的氢气可送至还原装置中与来自煤化工厂所排二氧化碳进行还原反应，以获得一氧化碳，以此种方式利用一氧化碳作为中间媒介得以大量的存储氢能。
14.与现有技术相比，本发明通过将液化存储装置和空气分离装置耦合连接，能够在大型工业化工厂实现一氧化碳的大规模存储，变相实现氢能的存储，打破了国外的技术壁垒，降低了氢能的储存成本，具有较好的应用前景。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：
16.图1是本发明的工作流程图；
17.图2是本发明系统的结构示意图。
18.附图标记：1-太阳能发电装置，2-电解水制氢装置，3-还原装置，4-液化存储装置，5-空气分离装置，6-制氢装置，7-下游用户用氢设备。
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.本发明的实施例1：一种适用于大型工业化氢能存储方法，包括如下步骤：
22.步骤s01:通过太阳能发电装置发电电解制取多余的氢气；
23.步骤s02:将多余的氢气与工厂排放的二氧化碳进行还原反应，获得一氧化碳；
24.步骤s03:将获得的一氧化碳经低温液化处理存储于液化存储装置中；
25.步骤s04:将空气分离装置的冷量输送至液化存储装置中，使液化存储装置中存储的一氧化碳保持液化状态；
26.步骤s05:将液化存储装置中一氧化碳气化所释放的冷量回供至空气分离装置。
27.其中所述的空气分离装置的冷量为液氮。
28.本发明的实施例2：一种适用于大型工业化氢能存储系统，包括太阳能发电装置1、电解水制氢装置2、还原装置3、液化存储装置4、空气分离装置5，所述太阳能发电装置1与电解水制氢装置2连接，所述电解水制氢装置2通过氢气输送管与还原装置3连接，还原装置3与液化存储装置4连接，所述液化存储装置4的输送管与空气分离装置5连接，空气分离装置5的输出管与液化存储装置4连接。
29.本发明的实施例3：一种适用于大型工业化氢能存储系统，包括太阳能发电装置1、电解水制氢装置2、还原装置3、液化存储装置4、空气分离装置5，所述太阳能发电装置1与电解水制氢装置2连接，所述电解水制氢装置2通过氢气输送管与还原装置3连接，还原装置3与液化存储装置4连接，所述液化存储装置4的输送管与空气分离装置5连接，空气分离装置5的输出管与液化存储装置4连接。本例系统还包括制氢装置6，所述制氢装置6与所述液化存储装置4连接。本例系统还包括下游用户用氢设备7，所述制氢装置6与下游用户用氢设备7连接，所述电解水制氢装置2也与下游用户用氢设备7连接。
30.本发明系统的工作原理：本发明适用于大型工业化氢能存储系统是以一氧化碳作为氢能中间存储介质，在白天利用太阳能发电装置1电解制取氢气，与来自煤化工厂所排放的二氧化碳在还原装置3中进行还原反应，将二氧化碳还原为一氧化碳，然后将一氧化碳经
过低温液化处理后存储于液化存储装置4中。白天太阳能充足的情况下，空气分离装置5的液氮通过输出管输送至液化存储装置4中，用以作为液化处理一氧化碳的冷量，使得一氧化碳能够维持液化状态。夜间太阳能不足的情况下，液化存储装置4中的一氧化碳进行加热气化处理，气化过程中释放的冷量通过输送管回供至空气分离系统。气化过程中释放出的一氧化碳气体与水进行变换反应制取氢气，以满足煤化工厂夜间工作对氢气的需求。本发明系统中将液化存储装置4与空气分离装置5耦合连接，通过空气分离装置5的冷量液化一氧化碳，通过一氧化碳气化放出的冷量回供至空气分离装置5，从而实现冷量的最大化利用。


技术特征：
1.一种适用于大型工业化氢能存储方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s01:通过太阳能发电装置发电电解制取多余的氢气；步骤s02:将多余的氢气与工厂排放的二氧化碳进行还原反应，获得一氧化碳；步骤s03:将获得的一氧化碳经低温液化处理存储于液化存储装置中；步骤s04:将空气分离装置的冷量输送至液化存储装置中，使液化存储装置中存储的一氧化碳保持液化状态；步骤s05:将液化存储装置中一氧化碳气化所释放的冷量回供至空气分离装置。2.根据权利要求1所述的一种适用于大型工业化氢能存储方法，其特征在于，所述空气分离装置的冷量为液氮。3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的一种适用于大型工业化氢能存储系统，其特征在于，包括太阳能发电装置(1)、电解水制氢装置(2)、还原装置(3)、液化存储装置(4)、空气分离装置(5)，所述太阳能发电装置(1)与电解水制氢装置(2)连接，所述电解水制氢装置(2)通过氢气输送管与还原装置(3)连接，还原装置(3)与液化存储装置(4)连接，所述液化存储装置(4)的输送管与空气分离装置(5)连接，空气分离装置(5)的输出管与液化存储装置(4)连接。4.根据权利要求3所述的一种适用于大型工业化氢能存储系统，其特征在于，还包括制氢装置(6)，所述制氢装置(6)与所述液化存储装置(4)连接。5.根据权利要求4所述的一种适用于大型工业化氢能存储系统，其特征在于，还包括下游用户用氢设备(7)，所述制氢装置(6)与下游用户用氢设备(7)连接，所述电解水制氢装置(2)也与下游用户用氢设备(7)连接。

技术总结
本发明公开了一种适用于大型工业化氢能存储方法，包括如下步骤：步骤S01:通过太阳能发电装置发电电解制取多余的氢气；步骤S02:将多余的氢气与工厂排放的二氧化碳进行还原反应，获得一氧化碳；步骤S03:将获得的一氧化碳经低温液化处理存储于液化存储装置中；步骤S04:将空气分离装置的冷量输送至液化存储装置中；步骤S05:将液化存储装置中一氧化碳气化所释放的冷量回供至空气分离装置。还包括一种用于大型工业化氢能存储系统，本发明通过将液化存储装置和空气分离装置耦合连接，能够在大型工业化工厂实现一氧化碳的大规模存储，变相实现氢能的存储，打破了国外的技术壁垒，降低了氢能的储存成本，具有较好的应用前景。具有较好的应用前景。具有较好的应用前景。


技术研发人员：孙宗礼 刘杰 刘长伟 杨金龙 毛成龙 孟挺
受保护的技术使用者：中煤陕西榆林能源化工有限公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/4/20