[發(fā)明專利]加氫站的蒸發(fā)氣體管理

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510715801.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105546335A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W-H·雷澤;T·凱德雷爾;S·舍費爾;M·韋斯特邁爾;J·舍戴
• 申請（專利權(quán)）人: 林德股份公司
• 主分類號: F17C7/00
• 分類號: F17C7/00;F17C13/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

本發(fā)明涉及一種用于運行加氫站的方法，包括

-至少一個存儲罐，用于存儲液態(tài)氫，并且在其中至少偶爾地積聚蒸發(fā)氣體；

-至少一個低溫泵，用于將氫氣壓縮至所需要的分配壓力；

-至少一個分配器，通過其來分配壓縮氫氣，和

-管線，連接上述組件。

在下文中，術(shù)語“加氫站”被理解為是指用于將壓縮的氣態(tài)氫分配至在移動或 固定裝置中存在的蓄壓器罐的所有設(shè)施，并用于存儲壓縮氫氣。

當(dāng)在加氫站中存儲液態(tài)氫的時候，會不可避免地形成蒸發(fā)氣體，并且目前會 以未使用的狀態(tài)釋放至大氣中，或供給至所謂的蒸發(fā)氣體管理系統(tǒng)。例如，這樣 的系統(tǒng)包括壓縮蒸發(fā)氣體的壓縮器，從而使得其還可用于裝填蓄壓器罐，或者燃 燒氫氣的小的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(Mink-BHKW)。

然而，無論是從環(huán)境還是從經(jīng)濟的角度出發(fā)，將蒸發(fā)氣體釋放至大氣中都是 不利的。在上文描述的蒸發(fā)氣體的壓縮在設(shè)備工程方面來說是相當(dāng)復(fù)雜的并且是 資金密集的，因此通常來說是不經(jīng)濟的。由此，這種概念在商業(yè)上用于加氫站是 不可能的。

本發(fā)明的目的在于提供運行加氫站的通用方法，其避免了前述的缺點。

所提出的用于實現(xiàn)這種目的的為用于運行加氫站的通用方法，其特征在于所 述在至少一個存儲罐中積聚的蒸發(fā)氣體至少部分地用于冷卻加氫站的至少一個組 件和/或管線，和/或至少部分地催化燃燒。

根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在使用蒸發(fā)氣體的熱容量來冷卻加氫站的組件和/或管線。而 在之前，則使用電能來冷卻和加熱這樣的組件和管線。

所述蒸發(fā)氣體有利地至少部分用于冷卻連接低溫泵和分配器的管線。所規(guī)定 的框架條件需要使這種管線保持在-40℃至-33℃之間的溫度范圍內(nèi)。

可替換地或者另外地，蒸發(fā)氣體被催化燃燒。在加入氧氣或者例如空氣的富 氧氣體混合物之后，可以在合適的催化劑中燃燒蒸發(fā)氣體，而不產(chǎn)生火焰。

在催化燃燒蒸發(fā)氣體的同時，所產(chǎn)生的熱量有利地至少部分地用于加熱通過 低溫泵壓縮的氫氣，所述氫氣會被供給至分配器。

在根據(jù)本發(fā)明方法的其他實例中，所建議的是將所述蒸發(fā)氣體在待加熱的氫 氣會流經(jīng)的蓄熱器中、優(yōu)選在鋁塊中催化燃燒。作為這種過程的結(jié)果，在900bar 的壓力下泵送的溫度為-220℃至-60℃的低溫氫氣可被溫?zé)嶂了谕臏囟龋? -40℃。所述蒸發(fā)氣體中的氫氣會與存在的或加入的空氣中的氧氣一起催化燃燒成 水。所述水以水蒸氣的形式經(jīng)過合適的煙道而被持續(xù)地釋放至環(huán)境或大氣中。

根據(jù)本發(fā)明所述用于運行加氫站的方法以及本發(fā)明其它有利的實施方式將在 下文基于圖1中所示的示例性實施方式來更加詳細(xì)地描述。

圖1示出加氫站的基本組件，特別是用于存儲液態(tài)氫的存儲罐S，用于將氫 氣壓縮至所期望的分配壓力的低溫泵C，和通過其而將壓縮氫氣分配至移動或固定 蓄壓器罐的分配器D。圖1還示出連接上述組件的管線1至4。

通過管線1從存儲罐S移出的液態(tài)氫在低溫泵C中壓縮至所期望的分配壓力， 例如750至900bar。溫度例如為-220℃至-60℃的壓縮氫氣通過管線2而導(dǎo)向經(jīng)過 鋁塊T，在其中例如溫?zé)嶂?40℃的溫度。壓縮氫氣通過管線部分3和4而供給至 分配器D，通過填充管線5而由分配器D供給至未在圖1中示出的蓄壓器罐。

在圖1中所示的示例性實施方式中，所述在存儲罐S中積聚的蒸發(fā)氣體6被 分為兩個分流7和10。在加入空氣8之后，將第一蒸發(fā)氣體分流7供給至位于鋁 塊T內(nèi)的催化劑K，在其中催化燃燒，并通過管線9釋放至大氣中。在催化燃燒 過程中，在催化劑K處產(chǎn)生的熱量存儲于鋁塊T中，并溫?zé)徇B續(xù)流過或間歇性經(jīng) 過鋁塊T的氫氣流2。如果催化燃燒蒸發(fā)氣體分流7的熱量不足以將氫氣流2溫?zé)? 至所期望的溫度，那么就必須提供未在圖1中示出的其它加熱裝置，例如電加熱 器。

第二蒸發(fā)氣體分流10被用于冷卻(通過熱交換器E來表示)連接低溫泵C 和分配器D的管線部分3和4。如已經(jīng)描述的，這些管線部分必須保持在-40℃至 -33℃的溫度，例如從而能夠與所期望的框架條件相適應(yīng)。在管線部分3和4被冷 卻之后，蒸發(fā)氣體分流還通過管線11而被釋放至環(huán)境中，或者還被催化燃燒。

根據(jù)本發(fā)明所述用于運行加氫站的方法使得其能夠使用在蒸發(fā)氣體中所包含 的能量和焓。特別有利的是，運行加氫站所需要的電能的用量可以由于這種應(yīng)用 而顯著地降低，因為在這之前，冷卻和加熱基本上通過電冷卻和加熱裝置來實現(xiàn)。 此外，根據(jù)本發(fā)明的用于運行加氫站的方法在設(shè)計上是簡單的，易于控制的并且 是可擴展的。