[实用新型]一种基于固态储供氢的加氢站系统

说明书

本实用新型公开了基于固态储供氢的加氢站系统，系统包括：固态储氢装置，包括至少一条设置有多级固态储氢单元的氢气静态升压线，用于实现氢气从低压到高压的非机械式静态升压；循环流体装置，包括对多级固态储氢单元分别进行循环加热或循环冷却的多级循环流体单元；加氢装置，接收来自所述固态储氢装置的氢气并且能够实现氢气加注。本实用新型基于固态储供氢装置的热管理实现氢气静态升压，满足中压到高压20～70MPa的加注需求运行，减少机械压缩部件的运行风险；本实用新型的建设和运行成本低，比传统高压或液态储氢加氢站减少30％的成本。

技术领域

本实用新型涉及氢能源利用的技术领域，更具体地讲，涉及一种基于固态储供氢的加氢站系统。

背景技术

氢能源作为一种高效、清洁、可持续发展的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注，世界主要发达国家和国际组织都对氢能源赋予极大的重视，投入巨资进行氢能相关技术的研发。燃料电池汽车是氢能利用的重要形式，而加氢站则是燃料电池汽车商业应用的关键。

现有加氢站一般采用高压气态储存和压缩机升压加注技术。高压气态储氢是通过提高储存压力来达到增加氢气储存密度的目的。高压气态储运存在以下问题：1)储存中储存压力过高，安全性差；2)储存密度低，占地面积大，经济性较差；3)存在氢气易泄漏和容器爆破等不安全因素。另外目前普遍采用氢压缩机系统进行升压加注，机械升压系统复杂，长期运行可靠性有待提高，同时机械压缩系统成本过高占到加氢站总成本三分之一以上。

随着加氢站加注压力需求逐渐由35MPa向70MPa方向发展，亟需发展新型高效高安全站用储供氢技术。以储氢材料为介质的固态储供氢系统是站用高效高安全储供氢技术的重要发展方向，受到世界各国的广泛关注和研究。本专利所述方案能够

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种较好地解决现有加氢站系统方案的不足，基于固态储氢材料实现低压高安全储氢，储氢密度大并采用流体(如热水)循环控制系统实现静态升压，无机械压缩部件且系统简单运行成本低的加氢站系统。

本实用新型提供了一种基于固态储供氢的加氢站系统，包括：

固态储氢装置，包括至少一条设置有多级固态储氢单元的氢气静态升压线，用于实现氢气从低压到高压的非机械式静态升压；

循环流体装置，包括对所述多级固态储氢单元分别进行循环加热和冷却的多级循环流体单元；

加氢装置，接收来自所述固态储氢装置的氢气并且能够实现氢气加注。

根据本实用新型基于固态储供氢的加氢站系统的一个实施例，所述氢气静态升压线的入口端通过氢气入口管道与长管拖车或站内制氢装置相连接，所述氢气静态升压线的出口端通过氢气出口管道与加氢装置相连接，所述氢气入口管道和氢气出口管道上均设置有氢气控制阀。

根据本实用新型基于固态储供氢的加氢站系统的一个实施例，所述氢气静态升压线包括通过氢气输送管道相连的低压固态储氢单元、初级固态储氢单元、中压固态储氢单元和高压固态储氢单元，相邻级固态储氢单元之间的氢气输送管道上均设置有氢气控制阀。

根据本实用新型基于固态储供氢的加氢站系统的一个实施例，所述低压固态储氢单元能够吸附和解吸附3～8MPa的氢气，所述初级固态储氢单元中能够吸附和解吸附8～22Pa的氢气，所述中压固态储氢单元能够吸附和解吸附 22～40Pa的氢气，所述高压固态储氢单元能够吸附和解吸附40～80Pa的氢气。

根据本实用新型基于固态储供氢的加氢站系统的一个实施例，所述初级固态储氢单元、中压固态储氢单元和高压固态储氢单元的出口端分别与加氢装置相连。

根据本实用新型基于固态储供氢的加氢站系统的一个实施例，每级循环流体单元包括循环流体储罐、循环泵和循环流体管道，所述循环流体储罐和循环泵通过穿过相对应级固态储氢单元的循环流体管道连接形成循环流体回路。