一种氢气自动储存释放的系统的制作方法

本公开涉及储氢领域，具体地，涉及一种氢气自动储存释放的系统。

背景技术：

1、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。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。但由于“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

1、本公开的目的是提供一种氢气自动储存释放的系统，目的是为了实现氢气灵活、自动储存和释放，可满足工业化装置连续用氢的要求。

2、为了实现上述目的，本公开提供一种氢气自动储存释放的系统，该系统包括依次连通的压缩机、温控管线、固体储氢单元和释放氢气主线；所述压缩机的入口用于与氢气管网的氢气出口连通；所述释放氢气主线的氢气出料口用于与氢气管网的氢气入口连通；所述温控管线包括并联设置的储氢主线和供氢主线；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；所述温控管线具有可以互相切换的第一工作状态和第二工作状态；在所述第一工作状态，所述压缩机的升压氢气出口与所述固体储氢单元的入口通过所述储氢主线连通；在所述第二工作状态，所述压缩机的升压氢气出口与所述固体储氢单元的入口通过所述供氢主线连通；所述固体储氢单元的氢气出口与所述释放氢气主线入口连通；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。

3、可选地，所述温控管线的出口与多个所述固体储氢罐的入口连通。

4、可选地，每个所述固体储氢罐上还设有温度检测装置；所述储氢主线上还设有第一调节阀，所述供氢主线上还设有第二调节阀，所述释放氢气主线上还设有第三调节阀和第四调节阀；所述温度检测装置与储罐控制单元电连接；第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀与所述储罐控制单元电连接；所述储罐控制单元用于接受所述温度检测装置的储罐温度信号，并控制所述固体储氢罐的接入状态；在所述第一工作状态下，使所述储罐控制单元接受所有固体储氢罐的储罐温度信号，并使温度最高的固体储氢罐的第一调节阀和第三调节阀开启，直至所述储罐温度信号稳定，关闭所述固体储氢罐的第一调节阀和第三调节阀，并切换至下一个固体储氢罐；在所述第二工作状态下，使所述储罐控制单元接受所有固体储氢罐的储罐温度信号，并使温度最低的固体储氢罐的第二调节阀和第四调节阀出入口开启，直至所述储罐温度信号稳定，关闭所述固体储氢罐的第二调节阀和第四调节阀，并切换至下一个固体储氢罐。

5、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；所述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。

6、可选地，所述储氢主线还包括第三温度检测装置和降温介质流量调节阀；所述第三温度检测装置设置在所述第一冷却器的管程出口处，所述降温介质流量调节阀设置在降温介质入口处；所述供氢主线还包括第四温度检测装置和升温介质流量调节阀；所述第四温度检测装置设置在所述加热器出口处，所述升温介质流量调节阀设置在升温介质入口处；所述第三温度检测装置和所述第四温度检测装置与换热控制单元电连接；所述降温介质流量调节阀和所述升温介质流量调节阀与所述换热控制单元电连接；所述换热控制单元用于接受第三温度检测装置和第四温度检测装置的氢气温度信号，并控制所述降温介质流量调节阀和所述升温介质流量调节阀的开度。

7、可选地，所述释放氢气主线上还设有循环氢气支线；所述循环氢气支线具有可互相切换的切入状态和切出状态；在所述切入状态下，所述循环氢气支线接入所述释放氢气主线，所述固体储氢单元的氢气出口与所述氢气管网的氢气入口和所述压缩机的入口连通；在所述切出状态下，所述循环氢气支线不接入所述释放氢气主线，所述固体储氢单元的氢气出口与所述氢气管网的氢气入口连通。

8、可选地，所述释放氢气主线上还设有第二冷却器和气液分离器；所述固体储氢单元的出口与所述第二冷却器的入口连通，所述第二冷却器的出口与所述气液分离器的入口连通，所述气液分离器的气相出口与所述氢气管网的氢气入口连通。

9、可选地，所述释放氢气主线上还包括换热器；所述固体储氢单元的氢气出口与所述换热器的管程入口连通；所述换热器的管程出口与所述第二冷却器的入口连通；所述压缩机的升压氢气出口与所述换热器的换热介质入口连通，所述换热器的换热介质出口与所述加热器的入口连通。

10、可选地，所述氢气管网的氢气出口处设有压力检测装置；所述温控管线上还设有第一流量调节装置和第二流量调节装置；所述压力检测装置与氢气温控单元电连接；所述第一流量调节装置和所述第二流量调节装置与所述氢气温控单元电连接；所述氢气温控单元用于接受所述压力检测装置的压力信号，并控制所述温控管线的工作状态。

11、可选地，该系统还包括压缩控制单元，分别与所述压力检测装置和所述压缩机电连接，用于接受压力检测装置的压力信号并调节所述压缩机的转速。

12、通过上述技术方案，来自氢气管网的氢气出口的输入氢气进入本系统，当输入氢气的压力较高时，输入氢气经过压缩机和第一冷却器，使氢气在低温条件下储存到固体储氢罐中；当输入氢气的压力较低时，输入氢气经过压缩机和加热器，使氢气在高温条件下自固体储氢罐中释放，然后离开本系统，并通过氢气管网的氢气入口进入氢气管网；能够提升氢气储存和释放的高效性和灵活性，实现绿氢的工业装置连续利用。另外，能够平衡管网压力，减小氢气管网的压力波动，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。

13、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。

技术特征：

1.一种氢气自动储存释放的系统，其特征在于，该系统包括依次连通的压缩机(2)、温控管线、固体储氢单元和释放氢气主线；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温控管线的出口与多个所述固体储氢罐(1)的入口连通。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个所述固体储氢罐(1)上还设有温度检测装置(8)；

4.根据权利要求1所述的系统，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；

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储氢主线还包括第三温度检测装置(8-11)和降温介质流量调节阀；所述第三温度检测装置(8-11)设置在所述第一冷却器(4)的管程出口处，所述降温介质流量调节阀设置在降温介质入口处；

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述释放氢气主线包括释放氢气主线和循环氢气支线；

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述释放氢气主线上还设有第二冷却器(5)和气液分离器(7)；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述释放氢气主线上还包括换热器(10)；

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢气管网(11)的氢气出口处设有压力检测装置(9)；所述温控管线上还设有第一流量调节装置(v1)和第二流量调节装置(v2)；

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统还包括压缩控制单元，分别与所述压力检测装置(9)和所述压缩机(2)电连接，用于接受压力检测装置(9)的压力信号并调节所述压缩机(2)的转速。

技术总结
本公开涉及一种氢气自动储存释放的系统，该系统包括依次连通的压缩机、温控管线、固体储氢单元和释放氢气主线；温控管线包括并联设置的储氢主线和供氢主线；温控管线具有可以互相切换的第一工作状态和第二工作状态；在第一工作状态，压缩机的升压氢气出口与固体储氢单元的入口通过储氢主线连通；在第二工作状态，压缩机的升压氢气出口与固体储氢单元的入口通过供氢主线连通；固体储氢单元的待释放氢气出口与释放氢气主线入口连通；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。采用本公开的方法，能够实现氢气的灵活储存和释放，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。

技术研发人员：刘凯祥,李明东,李玉新,蹇江海,徐松,王鹤,杨玖坡
受保护的技术使用者：中国石化工程建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15