[發明專利]一種液態氫氣的制取系統

在審

• 申請號: 201610797845.7
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107779906A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 趙輝;謝添;劉萍;董玉輝
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/04;C01B4/00;F25J1/02
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙)11513
• 代理人: 衛安樂

技術領域

本發明實施例涉及新能源技術領域，尤其涉及一種液態氫氣的制取系統。

背景技術

氫能以高能效、可再生、零排放的特點，被科學界公認為“二十一世紀”的綠色能源。通過近年來國內及美、日、歐盟、韓國等國和地區的大力推廣，以氫為動力的新能源汽車產業已進入產業化的前夜。就目前來看，氫的儲存方式主要有高壓氣態儲氫、液態儲氫和材料儲氫三種形式。

由于在常溫、常壓下液氫(即液態氫氣)密度是氣態氫氣的約845倍，液氫的體積能量密度比氣態壓縮儲存高好幾倍，把液氫加注到燃料電池汽車或氫內燃機汽車上的低溫儲氫瓶中，可大大提高車輛的行駛距離，還可降低車載高壓儲氫系統成本。因此，而較前述高壓氣態儲氫和材料儲氫兩種儲氫方式，液態儲氫最適合長距離、大批量運輸。

然而，現目前由于液氫生產價格非常昂貴，限制了液氫的應用，主要應用在火箭發射及火箭研究領域，而在民用領域卻甚少。

因此，急需一種低成本的液態氫氣的制取系統，降低液態氫氣生產成本，擴大液氫的應用領域，使液氫能夠作為民用品進入到廣大用戶手中。

發明內容

本發明提供一種液態氫氣的制取系統，通過風力發電產生的直流電電解水以制取氫氣，由于風力發電是一種可再生能源，能夠降低氫氣的制造成本。

一種液態氫氣的制取系統，所述系統包括：

風力發電設備，用于產生直流電；

制氫設備，利用所述風力發電設備產生的直流電電解水產生氣態氫氣和氧氣；

壓縮設備，壓縮所述制氫設備產生的氣態氫氣，得到高壓氫氣；

低溫設備，對所述壓縮設備壓縮得到的高壓氫氣進行冷卻至預設溫度，得到液態氫氣。

示例性地，所述系統還包括：

液氫存儲槽，用于存儲液態氫氣，且利用催化劑使所述液態氫氣進行正氫到仲氫的狀態轉換。

示例性地，所述系統還包括：

氫氣緩沖罐，通過輸送管道安裝在所述制氫設備和所述壓縮設備之間，用于存儲所述制氫設備電解水產生氣態氫氣，并在所述壓縮設備的吸力下將所述氣態氫氣送入所述壓縮設備。

示例性地，所述系統還包括：

高壓氫氣儲罐，通過輸送管道安裝在所述壓縮設備和所述低溫設備之間，用于存儲所述壓縮設備壓縮得到的高壓氫氣。

示例性地，所述低溫設備包括第一熱交換器、第二熱交換器、低溫液氮槽和第三熱交換器，

所述第一熱交換器與所述第二熱交換器均接入所述低溫液氮槽，所述高壓氫氣通過高壓氫氣管道流經所述第一熱交換器與所述第二熱交換器，進入所述低溫液氮槽，進行第一次冷卻處理，然后進入所述第三熱交換器進行第二次冷卻處理，以得到液態氫氣。

示例性地，所述低溫設備還包括氮氣液化循環設備，與所述第二熱交換器和所述低溫液氮槽循環連接，實現液氮氣化循環。

示例性地，所述系統還包括節流閥，基于氫氣的焦耳--湯普遜效應，所述節流閥被打開，所述液態氫氣流入所述液氫存儲槽。

示例性地，低溫液氮槽對所述高壓氫氣進行第一冷卻處理，使所述高壓氫氣冷卻至65K；

所述第三熱交換器對所述高壓氫氣進行第二冷卻處理，使所述高壓氫氣從65K冷卻至33K。

示例性地，所述壓縮設備為隔膜壓縮機，將所述制氫設備產生的氣態氫氣壓縮至25MPa。

示例性地，所述系統還包括中央控制裝置，其包括微處理器、溫度傳感器及壓力傳感器至少一個，用于控制所述風力發電設備、制氫設備、壓縮設備和低溫設備的至少一個。

應用本發明實施例，利用可再生能源風力發電產生的直流電電解水制造液態氫氣，能夠充分利用可再生能源，較傳統電解水制造液態氫氣，大大節約了液態氫氣制造成本，且液態氫氣便于運輸，降低了運輸成本，進而可以擴大液氫的應用領域。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例提供的一種液態氫氣的制取系統的結構框圖。

圖2為本發明一個實施例提供的一種液態氫氣的制取系統的整體結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為本發明一個實施例提供的一種液態氫氣的制取系統的結構框圖。