[发明专利]一种固态氢源反应器的热量控制方法

说明书

本发明涉及一种固态氢源反应器的热量控制方法，通过设置导热介质储罐，利用温度检测装置检测固态储氢罐和相变储热罐的温度来调控导热介质储罐的阀门开启与关闭，实现了吸氢时高温介质不进入固态储氢罐内，脱氢时低温介质不进入储热罐，在固态储氢罐和储热罐内设置温度检测装置，在实现了固态氢源反应器吸氢放出热量回收的同时，能自动控制氢源反应器内热量，最大限度提高了热量利用程度。

技术领域

本发明涉及氢动力领域，特别涉及一种固态氢源反应器的热量控制方法。

背景技术

化石燃料的大量使用不仅加剧了传统能源的消耗，而且对环境造成了严重污染。氢能储量丰富，燃烧热值高，燃烧后的产物对环境造成的污染极其微弱。但是目前氢气实现大规模应用的制约因素主要在于储氢技术不成熟，难以快速、安全、高效地进行氢气储运。现阶段的储氢方式主要有高压气体储氢、低温液体储氢和固体储氢三种。固体储氢特别是金属储氢材料储氢由于具有储能密度大、体积小、便于携带、生成的化合物安全稳定的特点被视为最有应用前景的储氢材料之一。金属储氢材料储氢在吸氢过程中需要放出热量，在放氢过程中需要吸收热量，对储氢反应器进行热管理是提高金属储氢材料储氢效率的一个重要因素。

CN108426169B公开了一种基于热量自平衡型固态氢源反应器的氢动力系统，相变材料能够将吸氢反应释放的热量以潜热的形式储存起来，在放氢反应中释放，这样吸氢过程的热量用于放氢过程，节省了加热冷却装置，降低了成本，提高了能量的利用率，同时还可以提高吸放氢反应的速率。该由于固态氢源反应器内储氢材料粒径较大，难免存在空隙，造成反应器内温度存在局部差异性，难以发生高效吸氢、放氢反应，同时由于该系统能源控制效率较低，难以实现能量的充分回收利用。

US20120201719A1公开了一种用于储放氢和/或热量的罐，其中，设置了储热元件，所述储热元件包含嵌入在相变材料中的隔离物。可以在罐内起到储热、放热的作用。然而，该过程是难以实现自动控制的，这是一个自然变化的过程，比如加氢放热过程中，当相变材料温度变高后，其会影响加氢效果，且加强完毕后，如果相变材料温度还处于高温状态，又会加快释氢，这是人们不想看到的。同时，由于其缺少人为能源控制，该过程是自发过程，难以实现能量高效利用。

由此可见，固态储氢反应器通常都存在换热效率较低及难以自动化控制的问题，在实际产业应用中存在限制。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种固态氢源反应器的热量控制方法，所述固态氢源反应器包括固态储氢罐1、储热罐2，所述固态储氢罐1和储热罐2内设置连通的导热管路，所述导热管路上设置双向泵4及双向阀51，所述双向阀51两侧分别设置储氢温度检测装置52和储热温度检测装置53，所述储氢温度检测装置52和储热温度检测装置53分别设置在固态储氢罐1、储热罐2内，所述双向阀51为关闭状态；

所述热量控制方法包括放氢过程和/或加氢过程：

所述放氢过程中，所述双向泵（4）带动所述导热管路内的导热介质向所述储氢罐内的导热管路内输送，所述双向阀（51）关闭；当所述储热罐温度检测装置（53）温度高于所述储氢温度检测装置52温度5~20℃时，将所述双向阀（51）打开；

所述加氢过程中，所述双向泵（4）带动所述导热管路内的导热介质向所述储热罐内的导热管路输送，所述双向阀（51）关闭；当所述储氢罐温度检测装置（52）温度高于所述储热罐温度检测装置（53）温度时，将所述双向阀（51）打开；

进一步地，所述导热管路包括导热连通管5，所述固态储氢罐1内设置储氢罐导热管12，所述储热罐2内设置储热罐导热管22，所述储氢罐导热管12一端与所述储热罐导热管22一端通过导热连通管5连通，所述储氢罐导热管12另一端连接储氢罐传输管11，所述储氢罐传输管11连通所述双向泵4，所述储热罐导热管22另一端设置储热罐传输管21，所述储热罐传输管21连接所述双向泵4；