[發明專利]一種提取運輸摻氫天然氣中氫氣的設備及方法

有效

• 申請號: 202110698308.8
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113566113B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 方沛軍;鄒建新;張雷;伍遠安;曹俊
• 申請（專利權）人: 氫儲(上海)能源科技有限公司
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/02;F17C13/04;F17D1/02;F17D3/01;F17D3/18
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本發明公開了一種提取運輸摻氫天然氣中氫氣的設備及方法。設備包括至少一個鎂基固態儲運氫裝置，鎂基固態儲運氫裝置包括儲氫室，儲氫室包括放置有鎂基固態儲氫物的儲存腔以及用于流通換熱介質的換熱腔，儲存腔通過進氣管和出氣管與天然氣管道相連通，進氣管上設有第一氫氣濃度檢測計、第一流量計和第一閥門，出氣管上還設有第二氫氣濃度檢測計、第二流量計和第二閥門，換熱腔設有與外部相連通的進口和出口。在天然氣管道長距離運輸摻氫天然氣后，在加氫站等用氫單位附近采用鎂基固態儲運氫裝置將天然氣管道中的氫氣吸收儲存，并運輸到用氫單位，解決天然氣管道與用氫單位間百十公里距離的運氫難題。

技術領域

本發明涉及氫能源儲存運輸技術領域，尤其涉及一種提取運輸摻氫天然氣中氫氣的設備及方法。

背景技術

通過已有天然氣管道運輸摻氫天然氣，可有效降低氫氣的運輸成本，但是如何將摻氫天然氣中的氫體高效分離出來并同時解決最后百十公里的天然氣管道運往加氫站等用氫單位的氫氣運輸問題是急需要解決的一個技術問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的上述不足，提出一種高效提取和運輸摻氫天然氣中氫氣的設備。

本發明的一種提取運輸摻氫天然氣中氫氣的設備，包括至少一個鎂基固態儲運氫裝置，所述鎂基固態儲運氫裝置包括儲氫室，所述儲氫室包括放置有鎂基固態儲氫物的儲存腔以及用于流通換熱介質的換熱腔，所述儲存腔通過進氣管和出氣管與天然氣管道相連通，所述進氣管上設有第一氫氣濃度檢測計、第一流量計和第一閥門，所述出氣管上還設有第二氫氣濃度檢測計、第二流量計和第二閥門，所述換熱腔設有與外部相連通的進口和出口。

進一步的，所述設備包括多個鎂基固態儲運氫裝置，所述天然氣管道和多個進氣管之間設有氣體分流裝置，所述天然氣管道和多個出氣管之間設有氣體匯流裝置。

進一步的，所述設備還包括導熱油裝置，所述導熱油裝置包括油箱和用于調節所述油箱內的油的溫度的溫控機構，所述油箱分別通過進油管和出油管與所述換熱腔的進口和出口相連通構成循環回路，所述進油管上設有第三閥門和循環泵，所述出油管上設有第四閥門。

進一步的，所述溫控機構包括用于對導熱油進行加熱的加熱組件、對導熱油進行降溫的制冷組件和檢測導熱油溫度的溫度傳感器。

進一步的，所述設備還包括吹掃裝置，所述吹掃裝置通過吹氣管可拆卸的與所述換熱腔相連通。

進一步的，所述設備還包括抽氣泵，所述抽氣泵通過抽氣管可拆卸的與所述儲存腔相連通。

進一步的，所述鎂基固態儲氫物包括純鎂、鎂合金和鎂基復合材料的一種或多種。

一種提取運輸摻氫天然氣中氫氣的方法，使用上述的設備，具體步驟如下：

S1：向換熱腔內通入溫度80～150℃的換熱介質；

S2：打開第一閥門和第二閥門，調節第一閥門的開度調節摻氫天然氣的流速，觀察第二氫氣濃度檢測計檢測的氫氣濃度c_out，當c_out為0.01～1％時，停止調節第一閥門，以該流速向鎂基固態儲運氫裝置通入摻氫天然氣；

S3：鎂基固態儲運氫裝置的充氫量m_H2通過下式計算：

這里，v_in為第一流量計的實時檢測的數據，和v_out為第二流量計的實時檢測數據，c_in和c_out分別是第一氫氣濃度檢測計和第二氫氣濃度檢測計檢測的氫氣的濃度，t₁和t₂分別是鎂基固態儲運氫裝置開始和結束儲氫的時間；當m_H2等于鎂基固態儲運氫裝置的額定充氫量時，關閉第一閥門和第二閥門；