[發明專利]一種巖層儲氫裝置和方法

在審

• 申請號: 202210264472.2
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114526440A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 曲順利;王敬奎;朱榮強;李玉忠;王江濤;鹿曉斌
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海石油煉化有限責任公司;中海油石化工程有限公司
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C5/06;F17C7/00;F17C13/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 邊人洲

本發明涉及一種巖層儲氫裝置和方法，包括：給氫單元、排氫單元及與所述給氫單元和所述排氫單元相連接的儲氫設備；所述儲氫設備由內向外包括依次設置的金屬層、高分子材料層、混凝土層和巖層；所述金屬層的厚度＜所述高分子材料層的厚度＜所述混凝土層的厚度＜所述巖層的厚度；所述儲氫設備底部的混凝土層中還設置有至少3層金屬網層，相鄰所述金屬網層間的垂直距離≤30mm。通過對儲氫設備的結構進行設計，采用多種結構層，利用特定高分子材料的設計進一步解決了安全性能差的問題，具有地質要求低、可靠的氣密性、儲氫量大，投資低，環境安全、注采速度快、高循環能力、工作氣體可高達庫容的90％、采出氣體不需要二次凈化的優點。

技術領域

本發明涉及儲氫領域，具體涉及一種巖層儲氫裝置和方法。

背景技術

目前，氫氣的儲存主要有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬氫化物儲氫和有機液體儲氫。高壓氣態儲氫技術是指在高壓下，將氫氣壓縮，以高密度氣態形式儲存，具有成本較低、能耗低、易脫氫、工作條件較寬等特點，是發展最成熟、最常用的儲氫技術。

如CN210601046U公開了一種防爆雙層高壓氫氣儲罐，其罐體由內罐和外罐組成，內外罐通過罐座連接為整體；內外罐之間的夾層內填充有抑爆劑，夾層設置有抑爆劑進口和抑爆劑出口；內罐通過管道與外罐連接并通至罐外，管道與夾層隔離。主要用于高壓氫氣的儲存?？梢杂行Х乐垢邏簹錃庖馔庑孤┌l生自燃和抑制氣云爆炸。

CN111963884A公開了一種超高壓儲氫容器，包括雙層筒體、設置在筒體兩側的蓋體、用于連接雙層筒體和兩端的蓋體的自緊式密封組件，所述雙層筒體的內層用于抑制氫原子滲透，外筒體用于保證筒體強度，所述自緊式密封組件，所述雙層筒體中的外筒體上開設有泄漏孔。優點在于：本申請通過設置雙層結構，兩層實現不同的效果，并且泄漏孔能在超過設定壓強的情況下釋放氫氣，防止容器爆炸，該結構大大的增加超高壓氫氣儲罐的安全性能

然而當前的儲氫裝置仍存在泄露爆炸隱患，安全性能較差，體積比容量低，無法實現大規模儲氫等問題。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種巖層儲氫裝置和方法，以解決目前儲氫裝置仍存在泄露爆炸隱患，安全性能較差，體積比容量低，無法實現大規模儲氫的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種巖層儲氫裝置，所述巖層儲氫裝置包括：給氫單元、排氫單元及與所述給氫單元和所述排氫單元相連接的儲氫設備；

所述儲氫設備由內向外包括依次設置的金屬層、高分子材料層、混凝土層和巖層；所述金屬層的厚度＜所述高分子材料層的厚度＜所述混凝土層的厚度＜所述巖層的厚度；

所述儲氫設備底部的混凝土層中還設置有至少1層金屬網層；

所述金屬網層≥2層時，相鄰所述金屬網層間的垂直距離≤30mm。

本發明提供的儲氫裝置，通過對儲氫設備的結構進行設計，采用多種結構層，利用特定位置的高分子材料設計進一步解決了安全性能差的問題，具有地質要求低、可靠的氣密性、儲氫量大，投資低，環境安全、注采速度快、高循環能力、工作氣體可高達庫容的90％、采出氣體不需要二次凈化的優點。

本發明中，所述儲氫設備底部的混凝土層中還設置有至少1層金屬網層，例如可以是1層、2層、3層、4層、5層、6層、7層、8層和9層等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其它未列舉的數值同樣適用。

本發明中，相鄰所述金屬網層間的垂直距離≤30mm，例如可以是30mm、28mm、26mm、24mm、22mm、20mm、18mm、16mm、14mm、12mm、10mm、8mm、6mm、4mm或2mm等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其它未列舉的數值同樣適用。