[发明专利]一种液氢加氢站的氢蒸发气回收系统及工艺

说明书

本发明公开了一种液氢加氢站的氢蒸发气回收系统及工艺，涉及液氢加氢站领域。本发明所述的回收系统包括BOG处理模块，其对液氢加氢站内的氢蒸发气进行回收处理；和控制模块，对所述BOG处理模块进行监测和控制。本发明技术方案对BOG进行加热后输入燃料电池模块进行发电，结构简单，降低了BOG的回收成本。

技术领域

本发明涉及液氢加氢站领域，特别涉及到一种液氢加氢站的氢蒸发气回收系统及工艺。

背景技术

为应对日趋严重的能源危机和环境问题，清洁能源的开发与利用受到社会各界越来越多的关注。其中，氢气因其燃烧后只产生水，被誉为最为清洁的燃料，业界对其的应用充满了期待。加氢站是氢能源产业链上重要的基础设备，由于液氢储存密度高，运输成本低，加氢站也会采用液氢方式储存氢。液氢是经低温常压液化而成的液化氢气，存储和运输过程中要保证其低温环境(约-253℃)。但是，加氢站的环境热量和罐内液下泵机械能，都会将热量传入低温储氢罐，导致储氢罐内液氢的蒸发，如200m^3的液氢罐日蒸发率可达0.3％以上。此部分液氢的能量不管是回收还是直接排放，都造成了能量的损失。

目前方案主要通过增加蒸发气(BOG)处理器进行BOG的回收。液氢加氢站配置BOG加热器、BOG压缩机等设备，通过BOG加热器、BOG压缩机加压后变成常温高压的汽体存储在高压储氢瓶组中。或者通过压缩机加压，再通过冷凝器换热液化，重新转化到储氢罐中。显而易见的是，此方法需要增加加热器和压缩机等设备，此类设备成本很高。而且系统复杂，管理不方便，安全隐患较多，增加了液氢储藏的成本；而且BOG的回收耗费了能量，导致了液氢的利用率下降。

如公告号为CN106029491B的中国发明专利，公开了一种“蒸发气体处理系统”，包括他压缩机、热交换机、膨胀单元、气-液分离机、旁通线路、再循环线路以及冷却机，主要是通过压缩机对BOG进行压缩并通过燃料供应线路供应至运输设备的引擎，并且通过使用蒸发气体自身的冷热来实现剩余蒸发气体的再液化，对LNG运输过程中产生的BOG进行回收利用，避免设置单独的制冷剂系统，降低了安装成本并减小了装备尺寸。但是，该技术方案只使用于对运输过程中产生的BOG进行处理，不适用于处理加氢站内产生的BOG，且系统较为复杂，不便管理。

又如公告号为CN104913196B的中国发明专利，公开了“一种用于LNG接收站正常操作工况下的BOG处理工艺及装置”，该处理工艺包括：将来自LNG储罐的BOG送入低压BOG压缩机，增压至0.5～0.8MPaG，出口温度0～5℃，之后进入LNG/BOG换热器；来自LNG低压泵的低压LNG管线输送LNG进入LNG/BOG换热器与低压BOG压缩机出口的BOG进行换热，最终BOG被冷凝为液态；被冷凝后的BOG凝液进入BOG凝液缓冲罐；同时，BOG凝液缓冲罐设置氮气管线维持缓冲罐压力0.6MPaG；来自BOG凝液缓冲罐的凝液进入加压泵，加压至1.0MPaG之后，送至LNG槽车装车，完成BOG处理。该技术方案需要增加加热器和压缩机等设备，增加了液氢储藏的成本。

发明内容

本发明目的为提供一种液氢加氢站的氢蒸发气回收系统及工艺，解决现有技术中加氢站内的BOG回收处理成本高、系统复杂、管理不便等问题。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种液氢加氢站的氢蒸发气回收系统，包括BOG处理模块，其对液氢加氢站内的氢蒸发气进行回收处理；和控制模块，对所述BOG处理模块进行监测和控制。其中，BOG处理模块包括储氢罐，其用于存储液氢；BOG加热器，其与所述储氢罐连接，对氢蒸发气进行加热；缓冲罐，其与所述BOG加热器连接，用于存储加热过后的氢蒸发气；燃料电池模块，其与所述缓冲罐连接，接收氢气进行电化学反应。

通过上述技术方案，对加氢站中的BOG进行回收处理，其工作流程主要为：储氢罐中的BOG通过BOG排放管路排出，先经过BOG加热器提高至预定温度，再储存在缓冲罐中，然后接入分布式能源的燃料电池模块，最后输出电能，向加氢站其他用电设备供电。该方案结构简单，降低了BOG的回收成本。