[發(fā)明專利]一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112082087B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張同環(huán);周仕學;于浩;韓宗盈;涂寶峰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C1/12;F17C13/02;F17C13/04;F17C13/00
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37283
• 代理人: 邵朋程

1.一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫方法，其特征在于，采用固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括充氫管段、放氫管段和不銹鋼儲氫罐；

所述不銹鋼儲氫罐包括不銹鋼罐體和罐體蓋，在不銹鋼罐體的內(nèi)部設(shè)置有多個金屬筐，所述金屬筐的頂部敞口，在金屬筐的周圈側(cè)壁上間隔設(shè)置有通孔，在金屬筐的中心豎向設(shè)置有中心管；所有金屬筐呈上下疊放布置，且相鄰金屬筐之間的中心管相連通；

所述罐體蓋與不銹鋼罐體之間通過螺栓連接，在罐體蓋的左右兩端分別設(shè)置有充氫孔和放氫孔，在罐體蓋的中間位置處設(shè)置有測溫孔；充氫孔與第一三通管的第一端口相連通，第一三通管的第二端口通過充氫防爆電磁閥連接充氫管路，充氫管路與氫氣壓縮機相連接，第一三通管的第三端口連接智能壓力變送器；放氫孔與第二三通管的第一端口相連通，第二三通管的第二端口通過放氫防爆電磁閥連接放氫管路，第二三通管的第三端口連接安全閥；在測溫孔中插入有熱電偶，熱電偶的下部伸入中心管中；

在不銹鋼罐體的外側(cè)設(shè)置有保溫層，在保溫層中設(shè)置有電磁加熱線圈，電磁加熱線圈與功率調(diào)節(jié)裝置相連接；

所述氫氣壓縮機、充氫防爆電磁閥、智能壓力變送器、熱電偶、放氫防爆電磁閥、功率調(diào)節(jié)裝置均與計算機控制裝置相連接；

該方法包括以下步驟：

（1）打開罐體蓋，將固態(tài)儲氫材料分別放入各個金屬筐中，然后將各個金屬筐依次疊放入不銹鋼罐體中，旋轉(zhuǎn)密封罐體蓋，并用螺栓緊固；插入熱電偶，并將各組件與計算機控制裝置連接；

（2）設(shè)定吸氫檔溫度、吸氫時間、放氫檔溫度與放氫時間；

（3）儲氫時，將計算機控制裝置調(diào)到吸氫檔，這時電磁加熱線圈自動啟動工作，當不銹鋼罐體中心溫度達到吸氫檔設(shè)定溫度以后，充氫防爆電磁閥打開，氫氣壓縮機自動啟動，將常壓氫氣加壓至10MPa，達到吸氫檔設(shè)定吸氫時間后，吸氫基本飽和，充氫防爆電磁閥自動關(guān)閉，氫氣壓縮機關(guān)閉，此時罐體內(nèi)壓力穩(wěn)定在10MPa；

（4）當需要放氫時，放氫防爆電磁閥自動打開，當罐體內(nèi)壓力低于1.5MPa之后，電磁加熱線圈啟動加熱升溫至放氫檔設(shè)定溫度，固體儲氫材料中的氫氣不斷放出，當罐體內(nèi)氣體壓力低于0.2MPa之后，放氫防爆電磁閥關(guān)閉，放氫結(jié)束；

所述固態(tài)儲氫材料選擇為鎂基儲氫材料，吸氫檔溫度設(shè)置為330℃，吸氫時間設(shè)置為10min，放氫檔溫度設(shè)置為380℃，放氫時間設(shè)置為20min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫方法，其特征在于：在罐體蓋上設(shè)置有用于與不銹鋼罐體旋轉(zhuǎn)密封的卡頭，在不銹鋼罐體上設(shè)置有與卡頭相配合的卡槽，在不銹鋼罐體上且位于卡槽的端部還設(shè)置有用于對卡頭旋轉(zhuǎn)限位的限位端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫方法，其特征在于：在罐體蓋的內(nèi)部設(shè)置有水平隔板，在水平隔板的中間區(qū)域間隔設(shè)置有氣孔，在水平隔板的下方且正對中間區(qū)域的位置處設(shè)置有保溫棉，在保溫棉的上部外側(cè)與罐體蓋之間設(shè)置有密封圈；在水平隔板和保溫棉的中心設(shè)置有用于熱電偶穿過的插孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫方法，其特征在于：還包括用于對不銹鋼罐體側(cè)壁進行測溫的測溫裝置，該測溫裝置也與計算機控制裝置相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)儲氫材料自動控制吸放氫方法，其特征在于：所述計算機控制裝置上設(shè)置有吸氫、放氫、保溫和停車控制檔。