[發明專利]氣體取樣裝置和包括這種裝置的加注站

在審

• 申請號: 201480049222.0
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN105518436A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: D·卡多;P·莫韋
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

技術領域

本發明涉及一種氣體取樣裝置和一種包括這種裝置的儲罐加注站。

背景技術

氫中包含的雜質可能不利地影響裝配在車輛和其它移動應用上的質子 交換膜燃料電池(PEMFC)的運行。為了優化其性能和壽命，供給至燃料 電池的氫需要滿足國際標準中公布的嚴格質量要求。

大部分氫一般經由諸如天然氣的蒸汽重整(被最普遍地使用)或煤氣 化的工業過程生產。氫也可通過不常見的工藝如生物質的氣化或水的電解 生產。

凈化過程使得可以產生很高純度(視情況而定超過99.9％)的氫，這 種氫卻可能仍包含雜質，雜質的性質和濃度直接取決于生產工藝以及生產 原料(天然氣、煤、石腦油、生物質、水等)。某些雜質(一氧化碳CO、 硫化氫H₂S、氨NH₃)視情況而定對質子交換膜燃料電池的運行具有不可 逆或可逆的影響。其它雜質(二氧化碳、氧、碳氫化合物、甲醛等)對燃 料電池的操作的影響較小。

所有雜質都在規定要分析的品種的性質和濃度的標準ISO14687-2中 被列出。

為了利用實驗室分析技術檢查氫的品質，需要在使用點——也就是在 加注站的高壓(例如350bar或700bar)氣體出口處——提取氫樣品。

大部分雜質的分析相對困難。所希望的很低的濃度水平(例如在H₂S4 的情況下在1ppb左右且在CO的情況下約200ppb)和某些品種(H₂S， NH₃)對某些材料的反應性要求特別苛刻的取樣技術。

與這種分析相關的技術制約有很多，且尤其是：

-要分析的氣體壓力和流量高，

-需要執行材料的化學鈍化以限制污染物的吸附，

-設備需要具備高純度，

-所使用的硬件需要適應高壓力，

-設備需要滿足安全規定(“ATEX”易爆氣體環境條款)等。

因此，在不存在引入甚至很低含量(ppb＝十億分之幾)的污染物的風 險的情況下提取典型氫樣品的能力非常關鍵，這是因為需要可以評價供給 到正被加注的儲罐的燃料的品質。

存在與氫的取樣有關的ASTM標準。

文獻CN101418908A1記載了一種結合取樣裝置的氫儲罐加注站。該 加注站包括專用于取樣的出口連接器和位于調節部件上游的樣品氣體，所 述調節部件調節供給到待加注的儲罐的流量。

這種裝置允許在加注正被執行的同時提取氣體樣品，但不保證取樣的 氫氣處于車輛被加注的條件下。此外，該裝置必須使用與較高壓力兼容的 構件并且可能與氣體的純度目標不匹配。

該取樣原理還需要比較復雜或昂貴的與加注站的架構有關的布置結 構。

發明內容

本發明的一個目的是減輕全部或一部分上述的現有技術的缺點。

為此，根據本發明的取樣裝置在根據其在以上前序部分中給出的一般 定義的其它方面的特征主要在于它包括一線路，該線路包括設置有旨在與 加注站的出口連接器可移除地連接的入口連接器的第一上游端和兩個管， 這兩個管分別是并聯連接到入口連接器的取樣管和加注管，取樣管包括閥 系統、第一壓力調節器和用于收集通過所述第一調節器膨脹的氣體的樣品 的容器，所述加注管包括設置有旨在與待加注的儲罐的入口連接器可移除 地連接的第一出口連接器的下游端。

此外，本發明的某些實施例可具有以下特征中的一個或多個：

-取樣管包括位于第一壓力調節器的上游——也即入口連接器與第一 壓力調節器之間——的至少一個校準孔口，

-取樣管包括位于第一調節器的下游——也即第一調節器與收集容器 之間——的校準孔口，

-取樣管包括串聯配置在第一調節器的上游——也即位于入口連接器 與第一調節器之間——的第一校準孔口和第二校準孔口，第一校準孔口具 有比第二校準孔口的孔口尺寸大的孔口尺寸，

-取樣管在收集容器的下游包括閥和用于排出從收集容器取得的樣品 氣體的第二出口連接器，

-取樣管包括位于收集容器與第二出口連接器之間的第二壓力調節 器，

-所述線路包括通氣管/通風管，該通氣管包括至少一個壓敏安全閥， 該通氣管具有通向裝置的外部的下游排出端和在收集容器的上游與取樣管 連接的第一上游端，