[發明專利]一種分級加氫站及加氫方法

在審

• 申請號: 202210132415.9
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114508691A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 胡帆;楊波;盧彥杉;潘軍;黃旭銳;何彬彬;張行;江軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C11/00;F17C13/04;F17D1/04;F17D3/01
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 何祖斌

本發明屬于加氫站技術領域，具體涉及一種分級加氫站及加氫方法。其技術方案為：一種分級加氫站，包括低壓儲氫單元，低壓儲氫單元通過管道連接有初級壓縮單元，初級壓縮單元通過管道連接有中級壓縮單元，低壓儲氫單元、初級壓縮單元和中級壓縮單元均通過管道連接有緩沖罐，還包括加氫機，加氫機分別通過管道與低壓儲氫單元、初級壓縮單元、中級壓縮單元連接；還包括冷水系統和熱水系統，冷水系統和熱水系統均分別通過管道與低壓儲氫單元、初級壓縮單元、中級壓縮單元連接。本發明提供了一種穩定供氫、分級加氫的加氫站及加氫方法。

技術領域

本發明屬于加氫站技術領域，具體涉及一種分級加氫站及加氫方法。

背景技術

氫能源作為一種清潔高效的能源在交通領域得到廣泛重視，氫燃料電池車輛的應用也迅速推廣之中，因此氫氣在加氫站中的存儲和供應方式成為氫能源領域的關鍵技術之一。現有加氫站普遍采用高壓氣態存儲和升壓加注技術，具有較高的質量儲氫密度，但成本較高，并存在較大的安全隱患，而固態儲供氫系統通過物理或者化學吸附的方式將氫氣存儲于固態儲氫材料介質中。這種新型儲氫技術具有體積儲氫密度高、儲運方便、安全性能好等優點，因而被認為是最有發展潛力的儲氫方式，在電網儲能領域具有廣闊的應用前景。

專利公開號為CN109346758A的發明專利公布了一種基于固態儲供氫的加氫站系統。如圖3所示，當儲供氫系統運行時，從長管拖車或者站內制氫裝置來的3MPa左右輸入氫氣a1被送入低壓固態儲氫單元a2中。在常溫下氫氣被固體儲氫材料吸附，關閉a1和a2間的閥門，對低壓固態儲氫單元a2用循環流體加熱至50～100℃。低壓固態儲氫單元a2中的氫氣絕大部分解吸附并升壓至8MPa左右，進入初級固態儲氫單元a3中被吸附。初級固態儲氫單元a3中的固態儲氫材料在常溫下對8MPa左右的氫氣進行吸附，關閉低壓固態儲氫單元a2與初級固態儲氫單元a3之間的閥門，對初級固態儲氫單元a3進行循環流體加熱至50～100℃。初級固態儲氫單元a3中的氫氣在高溫下解吸附并升壓至20MPa左右，進入中壓固態儲氫單元a4中。中壓固態儲氫單元a4中的固體儲氫材料在常溫下對20MPa左右的氫氣進行吸附，再對中壓固態儲氫單元a4進行循環流體加熱至50～100℃，中壓固態儲氫單元a4中的氫氣在高溫下解吸附并升壓至40MPa左右，再進入末級即高壓固態儲氫單元a5中。高壓固態儲氫單元a5的固體儲氫材料在常溫下對40MPa左右的氫氣進行吸附,當對高壓固態儲氫單元a5加熱至50～100℃時，氫氣解吸附并升壓至80MPa左右。通過加氫機便可滿足乘用車70MPa的加注需求。在此過程中,中壓固態儲氫單元a4中的氫氣加壓后直接去加氫機可滿足公共交通35MPa的加注需求,從而完成全部氫氣儲存、釋放、升壓、加注的過程。

現有技術中，通過固態儲供氫裝置的熱管理實現氫氣靜態升壓，但其采用單一循環流體儲罐進行冷熱介質的切換，存在儲供氫速率較低，且在供氫時缺乏穩壓裝置，存在供應氫氣的壓力不夠穩定的問題。

氫氣被加壓到高壓后才能用于加氫，導致高壓加氫容器過大的問題。并且始終采用高壓氫氣進行加注，加壓氫氣的過程耗能較高。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種穩定供氫、分級加氫的加氫站及加氫方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種分級加氫站，包括低壓儲氫單元，低壓儲氫單元通過管道連接有初級壓縮單元，初級壓縮單元通過管道連接有中級壓縮單元，低壓儲氫單元、初級壓縮單元和中級壓縮單元均通過管道連接有緩沖罐，還包括加氫機，加氫機分別通過管道與低壓儲氫單元、初級壓縮單元、中級壓縮單元連接；還包括冷水系統和熱水系統，冷水系統和熱水系統均分別通過管道與低壓儲氫單元、初級壓縮單元、中級壓縮單元連接。