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

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010899171.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN112082087B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張同環(huán);周仕學(xué);于浩;韓宗盈;涂寶峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F17C11/00
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開一種固態(tài)儲(chǔ)氫材料自動(dòng)控制吸放氫系統(tǒng)，包括充氫管段、放氫管段和不銹鋼儲(chǔ)氫罐；所述不銹鋼儲(chǔ)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(gè)金屬筐；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(cè)溫孔；充氫孔通過充氫管路與氫氣壓縮機(jī)相連接；放氫孔連接放氫管路；在測(cè)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，保溫層與電磁加熱線圈組成具有保溫功能的電磁加熱套；所述氫氣壓縮機(jī)、熱電偶分別與計(jì)算機(jī)控制裝置相連接。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度及氫氣壓力的自動(dòng)控制，可適用于大多數(shù)固態(tài)儲(chǔ)氫材料，適用范圍較寬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)儲(chǔ)氫領(lǐng)域，具體地說是涉及一種固態(tài)儲(chǔ)氫材料自動(dòng)控制吸放氫系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

氫能源是一種清潔能源，目前，全球在氫能的應(yīng)用方面已經(jīng)較為成熟，但是氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸卻是普遍存在的技術(shù)瓶頸。國(guó)外高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫壓力可達(dá)70MPa，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫氣瓶壓力最高可達(dá)35MPa，雖然提高了儲(chǔ)氫密度，但是對(duì)氣瓶材質(zhì)要求較高，危險(xiǎn)系數(shù)也較高。低溫液態(tài)儲(chǔ)氫需要在-253℃條件下存儲(chǔ)，這兩種儲(chǔ)氫方式均存在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)型弊端。固體儲(chǔ)氫材料因其儲(chǔ)氫量大、安全性高，成為較為青睞的儲(chǔ)氫方式，但目前用于存放儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫裝置多存在不易裝卸固態(tài)儲(chǔ)氫材料，傳熱速度慢，材料介質(zhì)受熱不均，吸放氫控制效果差，適用范圍較窄等問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種固態(tài)儲(chǔ)氫材料自動(dòng)控制吸放氫系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種固態(tài)儲(chǔ)氫材料自動(dòng)控制吸放氫系統(tǒng)，包括充氫管段、放氫管段和不銹鋼儲(chǔ)氫罐；

所述不銹鋼儲(chǔ)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(gè)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(cè)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(jī)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(cè)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(jī)、充氫防爆電磁閥、智能壓力變送器、熱電偶、放氫防爆電磁閥與功率調(diào)節(jié)裝置均與計(jì)算機(jī)控制裝置相連接。

優(yōu)選的，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(duì)卡頭旋轉(zhuǎn)限位的限位端。

優(yōu)選的，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(duì)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。

優(yōu)選的，該吸放氫系統(tǒng)還包括用于對(duì)不銹鋼罐體側(cè)壁進(jìn)行測(cè)溫的測(cè)溫裝置，該測(cè)溫裝置也與計(jì)算機(jī)控制裝置相連接。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)控制裝置上設(shè)置有吸氫、放氫、保溫和停車控制檔。

一種固態(tài)儲(chǔ)氫材料自動(dòng)控制吸放氫方法，采用如上所述的系統(tǒng)，包括以下步驟：

(1)打開罐體蓋，將固態(tài)儲(chǔ)氫材料分別放入各個(gè)金屬筐中，然后將各個(gè)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(jì)算機(jī)控制裝置連接；