[發明專利]高壓氫補充裝置及方法

在審

• 申請號: 202010625766.4
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111678034A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 伍闊錦;黃岳祥
• 申請（專利權）人: 杭州氫源科技有限公司
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C13/02;C01B3/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王會祥

1.高壓氫補充裝置，用于給高壓儲氫罐(8)補充氫氣，其特征在于：包括制氫裝置、高壓儲氫罐(8)和電控裝置(1)；

所述高壓儲氫罐(8)中設置有氣壓傳感器(7)；

所述制氫裝置和高壓儲氫罐(8)的氣壓傳感器(7)均與電控裝置(1)信號連接；

所述電控裝置(1)根據高壓儲氫罐(8)的氣壓傳感器(7)測得的實際氫氣氣壓，得到高壓儲氫罐(8)中的氫氣需求量；所述電控裝置(1)根據高壓儲氫罐(8)中的氫氣需求量，控制制氫裝置的補氫量。

2.根據權利要求1所述的高壓氫補充裝置，其特征在于：

所述制氫裝置包括廢液箱(9)、反應釜(3)和儲料罐(2)；

所述儲料罐(2)內設置有固體物料；所述廢液箱(9)中設置有液體物料；

所述廢液箱(9)溶液出口通過計量泵與反應釜(3)液體物料進口連接，廢液箱(9)向反應釜(3)中加入液體物料；

所述儲料罐(2)固體出口與反應釜(3)固體物料進口連接，儲料罐(2)向反應釜(3)中加入固體物料；

所述電控裝置(1)分別與廢液箱(9)溶液出口和儲料罐(2)固體出口的閥門信號連接；

所述反應釜(3)的出氣口依次通過溢流閥(4)、冷卻水箱(5)和干燥器(6)后與高壓儲氫罐(8)補氣口連接。

3.根據權利要求2所述的高壓氫補充裝置，其特征在于：

所述反應釜(3)內腔中設置有與外部冷卻水通道連通的反應釜內置熱交換管(10)。

4.根據權利要求3所述的高壓氫補充裝置，其特征在于：

所述反應釜(3)底部通過管路與廢液箱(9)頂部連通。

5.利用如權利要求1-4任一所述的高壓氫補充裝置的高壓氫補充方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)、氣壓傳感器(7)檢測到高壓儲氫罐(8)中的實際氫氣氣壓并將信號發送給電控裝置(1)；電控裝置(1)根據實際氫氣氣壓P_t和預設的目標氫氣氣壓P₀，得到高壓儲氫罐(8)的氫氣需求量；

2)、電控裝置(1)根據氫氣需求量ΔV確定制氫裝置的產氫量V₀；電控裝置(1)根據制氫裝置的產氫量V₀控制制氫裝置，制氫裝置制備得到壓力≥目標氫氣氣壓P₀的氫氣，通過溢流閥(4)后向高壓儲氫罐(8)中補充氫氣。

6.根據權利要求5所述的高壓氫補充方法，其特征在于：

氫氣需求量ΔV的計算公式為：

ΔV＝(P₀-P_t)*V (1)

P₀為目標氫氣氣壓，P_t為實際氫氣氣壓，V為高壓儲氫罐(8)的容積；

制氫裝置的產氫量V₀與氫氣需求量ΔV之間的公式為：

V₀＝(ΔV+V₍₂₎*P₁)/K (2)

V₍₂₎為反應釜(3)上部氣體空間體積，包含溢流閥(4)前的管路體積；P₁為溢流閥設置的補氫壓力；K為固體物料與液體物料反應的制氫系數；

根據公式(1)和(2)得到的制氫裝置產氫量V₀確定反應釜中固體物料的添加量。

7.根據權利要求6所述的高壓氫補充方法，其特征在于：

反應釜(3)的液體物料為過量，液體物料為反應化學計量比的10-15倍。

8.根據權利要求6所述的高壓氫補充方法，其特征在于：

通過控制固體物料的添加量，控制反應釜(3)中產生的氫氣量從而控制制氫裝置的補氫量。

9.根據權利要求6所述的高壓氫補充方法，其特征在于：通過溢流閥(4)控制補氫壓力，補氫壓力大于預設的目標氫氣氣壓。