[發明專利]金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置

有效

• 申請號: 202010164840.7
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111322211B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 賈鵬
• 申請（專利權）人: 上海柯來浦能源科技有限公司
• 主分類號: F03G7/00
• 分類號: F03G7/00;F03G7/04;F01K27/00;F01K25/08;F01K13/00;F01K7/00
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1.一種金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，其特征是：所述裝置包括高壓氫氣罐（1）、穩壓罐（30）、液氮冷卻器（15）、節流膨脹液化器（19）、氫氣回收罐（16）和保護罩（28），以及設置在所述保護罩（28）內的氫氣中間罐（7）、液氫蒸發器（8）、液氫儲槽（21）、B1金屬儲氫材料反應床（4）、B2金屬儲氫材料反應床（5）、吸氫循環泵（13）、放氫循環泵（6）、氣液分離器（11）、氫氣回流中間罐（12）和氫氣回流風機（3）；

所述高壓氫氣罐（1）的第一高壓氫氣出口經閥門與所述穩壓罐（30）的進口連接；所述穩壓罐（30）的出口經閥門和所述液氮冷卻器（15）的高壓氫氣換熱盤管連接到所述節流膨脹液化器（19）的氫氣進口；所述節流膨脹液化器（19）的液氫出口與所述液氫蒸發器（8）的液氫進口連接；所述節流膨脹液化器（19）的未液化氫氣出口經管道連接到所述氫氣回收罐（16）；所述液氫蒸發器（8）的氣化氫氣出口經所述放氫循環泵（6）分別連接到所述B1金屬儲氫材料反應床（4）的第一液化進口（41）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的第二液化進口（41’）；所述液氫蒸發器（8）底部的液氫出口連接到所述液氫儲槽（21）；

所述高壓氫氣罐（1）的第二高壓氫氣出口經減壓閥和所述液氮冷卻器（15）中的低壓氫氣換熱盤管，連接到所述氫氣中間罐（7）的氫氣進口；所述氫氣中間罐（7）的氫氣出口經閥門和所述吸氫循環泵（13），與所述液氫蒸發器（8）中氫氣換熱盤管的進口連接；所述液氫蒸發器（8）中氫氣換熱盤管的出口分別與所述B1金屬儲氫材料反應床（4）的第一吸氫進口（39）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的第二吸氫進口（39’）連接；所述B1金屬儲氫材料反應床（4）的第一未吸收氫氣出口（40）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的第二未吸收氫氣出口（40’）分別與所述氫氣中間罐（7）的氫氣進口連接；

所述B1金屬儲氫材料反應床（4）的第二放氫出口（42）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的第二放氫出口（42’）分別連接到所述氣液分離器（11）的氣液進口，所述氣液分離器（11）的液氫出口連接到所述液氫蒸發器（8）的液氫進口，所述氣液分離器（11）的氫氣出口連接到所述氫氣回流中間罐（12）的氫氣進口，所述氫氣回流中間罐（12）的氫氣出口通過所述氫氣回流風機（3）分別連接到所述B1金屬儲氫材料反應床（4）的第一液化進口（41）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的第二液化進口（41’）；

所述保護罩（28）的保護氣循環出口經氮氣循環泵（22）和所述液氮冷卻器（15）中的氮氣循環換熱盤管，與所述保護罩（28）的保護氣循環入口連接。

2.根據權利要求1所述的金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，其特征是：所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）之間設有內部換熱循環管道和內部換熱循環泵。

3.根據權利要求1所述的金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，其特征是：所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的結構相同；所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的上部分別設有布氣器（17）；所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）的中間均為金屬儲氫材料填料層；所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）中的金屬儲氫材料填料層下分別設有金屬濾網（18）。

4.根據權利要求1所述的金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，其特征是：所述保護罩（28）設有可燃性氣體報警器（29）和保護氣入口（27），保護氣入口（27）設有閥門，保護罩（28）內填充的氣體包括但不限于氫氣、氦氣、氮氣。

5.根據權利要求1所述的金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，其特征是：所述B1金屬儲氫材料反應床（4）和所述B2金屬儲氫材料反應床（5）內裝填的金屬儲氫材料相同，裝填量允許相同也允許不同，通過閥門切換實現兩者交替進行吸/放氫操作，其切換頻率可以根據工藝條件進行調整；單個金屬儲氫材料反應床裝填金屬儲氫材料的量允許存在冗余，這樣可以保證每次吸放氫速率滿足快速高低壓切換的需求，其冗余當量倍數根據工藝條件可以進行調整；1倍冗余當量是指金屬儲氫材料在整個一個完整工序循環內單次吸氫飽和時的所需最少金屬儲氫材料的量。