[發明專利]一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道及其制備方法

有效

• 申請號: 202210077558.4
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114484098B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 劉躍明;金崇陽;陳江慧;褚展鵬;霍福磊
• 申請（專利權）人: 臨海偉星新型建材有限公司
• 主分類號: F16L9/19
• 分類號: F16L9/19;B29D23/00;B32B27/12;B32B27/20;B32B27/30;B32B27/32;B32B27/34;B32B15/20;B32B15/08
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 朱盈盈

本發明公開了一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道及其制備方法，傳輸管道從內到外依次包含氫氣傳輸層、第一阻隔層、第一保護層、增強層、第二保護層、天然氣傳輸層、第二阻隔層和第三保護層，天然氣傳輸層內設有支撐條，支撐條用于維持天然氣傳輸層的輸送腔形態，所述支撐條寬度為5~7mm，支撐條的數量與天然氣傳輸層管的內徑的比值為1:15，內徑單位為mm，支撐條的數量取整數，支撐條的厚度與天然氣傳輸層空腔厚度一致，支撐條為螺旋狀。本發明的管道可以混合輸送氫氣和天然氣，提高傳輸效率和簡便性，使用壽命長，滿足高壓輸送。

技術領域

本發明屬于氣體傳輸管道技術領域，具體涉及一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道。

背景技術

氫能源來源方式較多，是一種環保能源。天然氣是相對清潔的能源，但開采區和集中用氣區一般相距較遠，需要將天然氣遠距離輸送至用戶區域。氫氣作為能源潛力巨大，國家正著手開發氫氣能源，高壓氣態輸送氫是現階段最為成熟的氫能源輸送方式，但是氫氣運輸成本較大，輸氫管材價格是天然氣管道的2倍以上。常規輸送氫氣管道為鋼制管道，由于氫氣分子量極小，容易進入許多金屬的晶格中，造成氫脆現場，從而破壞管道。除氫脆現象外發生泄漏可能性較大。因此用于輸送氫氣的鋼制管道材料為特殊材料，如蒙乃爾合金，是一種以金屬鎳為基體添加銅、鐵、錳等其它元素而成的合金。世界正在開展的將天然氣管道改制成輸氫管道，但由于天然氣管道和輸氫管道材質存在差異，氫氣易燃易爆且容易造成氫脆，天然氣和氫氣摻混輸送存在爭議，具有未知危險因素。

常規輸送管道只可以輸送單一介質，在高速發展、資源與土地利用率需求高的背景下利用效率較低；常用輸送管材為鋼管，輸送氫氣時容易發生氫脆現象，管道損壞嚴重；輸送天然氣管道與輸氫管道差別較大，由天然氣管道輸送氫氣危險性較大；天然氣與氫氣摻混輸送及氫氣分離工藝復雜，操作不方便。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道，采用一根管道對氫氣和天然氣進行輸送。

為達到上述目的，提出以下技術方案：

一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道，傳輸管道從內到外依次包含氫氣傳輸層、第一阻隔層、第一保護層、增強層、第二保護層、天然氣傳輸層、第二阻隔層和第三保護層，天然氣傳輸層內設有支撐條，支撐條用于維持天然氣傳輸層的輸送腔形態，所述支撐條寬度為5~7mm，支撐條的數量與天然氣傳輸層管的內徑的比值為1:15，內徑單位為mm，支撐條的數量取整數，支撐條的厚度與天然氣傳輸層空腔厚度一致，支撐條為螺旋狀。

進一步地，氫氣傳輸層的材料為聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或聚酰胺，天然氣傳輸層的材料為短玻璃纖維、無機填料或滌綸絲增強復合材料，滌綸絲增強復合材料的基體與氫氣傳輸層的材料相同。

進一步地，第一保護層、第二保護層和第三保護層的材料分別與氫氣傳輸層相同，增強層為玻纖預浸帶，第一阻隔層為鋁帶，第二阻隔層的材料為EVOH。

一種氫氣天然氣混合能源傳輸管道的制備方法，包括如下步驟：

1）鋁帶經放卷機、接帶機和儲帶倉完成放卷、接帶和儲帶，經過焊接平臺上的軋輪成型機變成鋁半管，鋁半管經加熱器加熱至200-220℃，然后進入內管機頭定徑對縫處理后成鋁管后出模，由焊槍焊接成鋁管，鋁管作為第一阻隔層，焊接功率為2000-3000w；

2）氫氣傳輸層原料、熱熔膠及第一保護層原料到螺桿擠出機加熱擠出，加工溫度為195-205℃，內管機頭擠出熱熔膠于鋁管內壁作為第一粘結樹脂層，擠出氫氣傳輸層于第一粘結樹脂層內壁，擠出溫度為190-200℃，同時吹出壓縮空氣對氫氣傳輸層進行擴張施壓，壓縮空氣的壓強為0-1MPa，風速為0.5-2m/s，然后進入熱熔膠擠出機模具內，擠出熱熔膠于鋁管外表面作為第二粘結樹脂層，然后進入第一保護層擠出機擠出第一保護層原料，通過調節螺桿擠出量、牽引速度及真空度來調整各層尺寸及外表面形貌，保證表面平整；