[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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本發明涉及一種金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，包括高壓氫氣罐、穩壓罐、液氮冷卻器、節流膨脹液化器、氫氣回收罐和保護罩，以及設置在保護罩內的氫氣中間罐、液氫蒸發器、液氫儲槽、B1金屬儲氫材料反應床、B2金屬儲氫材料反應床、吸氫循環泵和放氫循環泵。在B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床內裝填金屬儲氫材料，利用液氮冷卻器對裝有金屬儲氫材料反應床的保護罩進行降溫，人工建造出適宜金屬儲氫材料進行吸放氫循環的冷端，從而冷卻或加熱做功氫氣，驅動做功設備工作。

技術領域

本發明屬于金屬儲氫材料性能分析技術領域，尤其涉及一種金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，可用于在超低溫條件下對金屬儲氫材料的吸放氫特性進行試驗和分析。

背景技術

能源短缺、環境污染、全球氣候變化，使開發清潔、高效、安全和可持續發展的能源迫在眉睫，其中氫能正在受到越來越多國家的重視。進入二十一世紀，發動機工業得到了迅速地發展，然而目前汽油機和柴油機依然是發動機的主要選擇。汽油和柴油都是不可再生資源，為了減緩石油資源的匱乏所帶來的一系列負面影響，以及減少大氣污染和發動機尾氣排放，需要尋找發動機的代用燃料，而氫能源是目前最理想的清潔燃料。隨著世界各國環境保護的措施越來越嚴格，氫能源發動機由于其節能、低排放等特點成為發動機研究與開發的一個重點，并已經開始商業化。傳統的氫能利用大多通過直接燃燒氣態氫氣獲得熱能及動能，但氣態的氫氣不易存儲和運輸，燃燒所得氫能直接用在動力系統上會產生爆震、不穩定等一系列影響安全使用的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，用以金屬儲氫材料反應床的功能試驗。通過試驗的金屬儲氫材料反應床能夠用于驅動氫氣膨脹機等做功設備做功，以氫氣為循環工質，利用金屬儲氫材料吸氫放熱和放氫吸熱的特性，驅動做功設備工作或帶動發電設備發電，充分利用大自然能量及工業余熱，有利于節能減排和創造經濟效益。

本申請實施例提供了一種金屬儲氫材料超低溫下吸放氫的裝置，該裝置包括高壓氫氣罐、穩壓罐、液氮冷卻器、節流膨脹液化器、氫氣回收罐和保護罩，以及設置在保護罩內的氫氣中間罐、液氫蒸發器、液氫儲槽、B1金屬儲氫材料反應床、B2金屬儲氫材料反應床、吸氫循環泵、放氫循環泵、氣液分離器、氫氣回流中間罐和氫氣回流風機。

高壓氫氣罐的第一高壓氫氣出口經閥門與穩壓罐的進口連接。穩壓罐的出口經閥門和液氮冷卻器的高壓氫氣換熱盤管連接到節流膨脹液化器的氫氣進口。節流膨脹液化器的液氫出口與液氫蒸發器的液氫進口連接。節流膨脹液化器的未液化氫氣出口經管道連接到氫氣回收罐。液氫蒸發器的氣化氫氣出口經放氫循環泵分別連接到B1金屬儲氫材料反應床的第一液化進口和B2金屬儲氫材料反應床的第二液化進口。液氫蒸發器底部的液氫出口連接到液氫儲槽。

高壓氫氣罐的第二高壓氫氣出口經減壓閥和液氮冷卻器中的低壓氫氣換熱盤管，連接到氫氣中間罐的氫氣進口。氫氣中間罐的氫氣出口經閥門和吸氫循環泵，與液氫蒸發器中氫氣換熱盤管的進口連接。液氫蒸發器中氫氣換熱盤管的出口分別與B1金屬儲氫材料反應床的第一吸氫進口和B2金屬儲氫材料反應床的第二吸氫進口連接。B1金屬儲氫材料反應床的第一未吸收氫氣出口和B2金屬儲氫材料反應床的第二未吸收氫氣出口分別與氫氣中間罐的氫氣進口連接。

B1金屬儲氫材料反應床的第二放氫出口和B2金屬儲氫材料反應床的第二放氫出口分別連接到氣液分離器的氣液進口，氣液分離器的液氫出口連接到液氫蒸發器的液氫進口，氣液分離器的氫氣出口連接到氫氣回流中間罐的氫氣進口，氫氣回流中間罐的氫氣出口通過氫氣回流風機分別連接到B1金屬儲氫材料反應床的第一液化進口和B2金屬儲氫材料反應床的第二液化進口。

保護罩的保護氣循環出口經氮氣循環泵和液氮冷卻器中的氮氣循環換熱盤管，與保護罩的保護氣循環入口連接。

進一步的，B1金屬儲氫材料反應床和B2金屬儲氫材料反應床之間設有內部換熱循環管道和內部換熱循環泵。