CN101041350A - 车载制氢加氢站 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种车载制氢加氢站，其特征在于：其包括专用运输车，所述的专用运输车的车厢内设有依次连通的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机；所述的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机均与一个控制系统电连接；所述的专用运输车设有变压器将外部电源导入并分配给所述的紧缩型水电解设备、专用氢气压缩机、氢气售气机以及所述的控制系统。本发明将整套制氢、售氢设备装载在一辆载重汽车的车厢内，极大的提高了制氢、售氢灵活性。

Description

车载制氢加氢站
技术领域
本发明涉及制氢加氢站，特别是指一种车载制氢加氢站。
背景技术
目前，国内外的制氢加氢站最常见的形式是地面固定式制氢加氢站，其把制氢、压缩、储氢、加氢的设备分别放在建筑物里，形成固定式的加氢站，车辆要开到站内加氢，适于车辆较多或公交单位使用，但此种加氢站投资大，占地面积大，机动性差。
另外，还有一种地面制氢的车载加氢站，把制氢的庞大设备留在地面，建成地面制氢站或者制氢公司，把压缩、储氢和加氢设备放到专用车上，虽然机动性有所提高，但是仍需要往返于制氢站与加氢点之间，持续供应氢气的能力有其局限性。当加氢点距离加氢站越远时，这种加氢站设计不足之处就越明显。
因此，将制氢、压缩、储氢、加氢的设备装到载重汽车上，组成可移动的加氢站，适用于车辆较少、附近无地面制氢站的情形。显然，将整套制氢、压缩、储氢、加氢的设备整合到一辆载重汽车的车厢中，其设计难度也很大，不仅需要尽量压缩各组成设备的体积、重量，以符合载重汽车的规格，还需要尽量提高输出氢气的压力，以满足氢气使用单位的要求。
为此，由清华大学牵头设计，由天津大陆制氢设备有限公司、北京天高隔膜压缩机有限公司、北京科泰克科技有限责任公司、北京长空机械有限责任公司、北京汽车工业集团公司福田欧曼专用车部和河北南星气体设备有限公司六家单位联合研制，成功地设计出本发明车载制氢加氢站。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种车载制氢加氢站，将整套制氢、加氢设备整合在一辆载重汽车的车厢内，可适用于车辆较少、附近无地面制氢站的情形。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种车载制氢加氢站，其特征在于：其包括专用运输车，所述的专用运输车的车厢内设有依次连通的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机；所述的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机均与一个控制系统电连接；所述的专用运输车设有变压器将外部电源导入并分配给所述的紧缩型水电解设备、专用氢气压缩机、氢气售气机以及所述的控制系统。
其中：所述的专用运输车的车厢分为四室，从车头一侧到车尾一侧分为依次相连的制氢室、压缩室、储氢室以及售氢室，各室之间设有隔墙。
其中：所述的紧缩型水电解设备安装在所述的制氢室内；所述的低压储氢罐组和专用氢气压缩机设置在所述的压缩室中；所述的高压储氢罐组设置在所述的储氢室中；所述的售气机设置在所述的售氢室中。
其中：所述的紧缩型水电解设备设有进水管，以供将自来水注入储水设备中。
其中：所述的高压储氢罐组分为第一储氢罐组和第二储氢罐组，所述的第一储氢罐组和第二储氢罐组并联在所述的专用氢气压缩机与专用氢气压缩机之间；在第一储氢罐组以及第二储氢罐组与压缩机的连接管道上设置有一个电磁阀；在第一储氢罐组以及第二储氢罐组与所述的售气机之间设置有另外一个电磁阀。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：将整套制氢、加氢设备整合在一辆载重汽车的车厢内，可适用于车辆较少、附近无地面制氢站的情形。
附图说明
图1是本发明载重汽车车厢划分示意图；
图2是本发明各组成部件在布置车厢中的示意图。
附图标记说明：1-专用运输车；11-制氢室；12-压缩室；13-储氢室；14-售氢室；2-紧缩型水电解设备；3-低压储氢罐组；4-专用氢气压缩机；5-高压储氢罐组；51-第一储氢罐组；52-第二储氢罐组；6-氢气售气机。
具体实施方式
如图1所示，是本发明车载制氢加氢站的结构示意图，其包括专用运输车1、紧缩型水电解设备2、低压储氢罐组3、专用氢气压缩机4、高压储氢罐组5以及氢气售气机6，且所述的紧缩型水电解设备2、低压储氢罐组3、专用氢气压缩机4、中压储氢罐、高压储氢罐组5以及氢气售气机6均与一个控制系统电连接。
所述的专用运输车1选择的是北汽集团公司欧曼重型汽车改装而成，型号为BJ1258VMJP，其载重可以满足本发明制氢加氢站设备总重(约20吨)的需要。如图2所示，所述的专用运输车1的车厢分为四室，从车头一侧到车尾一侧分为依次相连的制氢室11、压缩室12、储氢室13以及售氢室14，各室之间有隔墙，以有利于安全，如果浅露氢气不会串通，每室都有通风设备，有微量氢气出现就会通过氢气测报仪自动打开风机，迅速将室内气体排出室外。所述的紧缩型水电解设备2安装在所述的制氢室11内；所述的低压储氢罐组3和专用氢气压缩机4设置在所述的压缩室12中；所述的高压储氢罐组5设置在所述的储氢室13中；所述的氢气售气机6设置在所述的售氢室14中。所述的专用运输车1上设有变压器，可将3-380V交流电接入并转为直流电，提供给制氢、压缩、加氢设备以及控制系统使用。
所述的紧缩型水电解设备2是天津大陆制氢设备有限公司为本发明所特别设计的，制氢的原料是电和水，3-380V交流电接入电源的接受部分，电源能力为600KVA，所述的紧缩型水电解设备2设有进水管以供自来水接入，供水能力115kg/h。所述的紧缩型水电解设备2整体质量为10吨，外型尺寸为3.0×2.7×2.5米，当其制得的氢气压力达到kg/cm2时，控制系统发出指令，将氢气往所述的低压储氢罐组3输出。
所述的低压储氢罐组3为普通氢气储罐，在本实施例中，取用3个700×2.5的普通氢气储罐。当低压储氢罐组3内氢气压力达到25kg/cm2时，控制系统发出指令，将氢气往所述的专用氢气压缩机4输送。
所述的专用氢气压缩机4是北京天高隔膜压缩机有限公司为本发明所研制的专用设备，其型号为D130V150-450，整体质量为3.7吨，外型尺寸为2.5×2.0×1.6米，其生产能力为110Nm3/h，进口压力25kg/cm2，出口压力450kg/cm2，用水冷却，生产过程自动控制。
压力为450kg/cm2的氢气从专用氢气压缩机4中出来，输入到高压储氢罐组5中。本发明采用的高压储氢罐是由沈阳斯林达安科新技术有限公司生产，可承受压力450kg/cm2，容量为200L。
所述的高压储氢罐组5输出端与所述的氢气售气机6连通。所述的氢气售气机6是北京长空机械有限责任公司为本发明所研制的专用设备，其型号为IYO45A-1。
在本发明实际使用时，可以将高压储氢罐组5区分为第一储氢罐组51(例如3个)和第二储氢罐组52(例如19个)，然后在第一储氢罐组51以及第二储氢罐组52与专用氢气压缩机4的连接管道上设置一个电磁阀。所述的专用氢气压缩机4先给第一储氢罐组51充气，当控制系统检测到第一储氢罐内氢气压力达到350kg/cm2时，自动使用所述的电磁阀转向第二储氢罐组52充气，只到第二储氢罐组52内氢气压力达到450kg/cm2时，停止工作。相应的，第一储氢罐组51以及第二储氢罐组52与所述的氢气售气机6之间也设置有另外一个电磁阀，氢气售气机6首先使用第二储氢罐组52内的氢气给购氢车辆充气，待气压平衡以后，使用所述的另外一个电磁阀作切换动作，采用第一储氢罐组51给购氢车辆充气，使其充气气压达到350kg/cm2或者更高。
本发明实现了制氢过程全程自动控制，当水电到位后电解设备开始工作，当低压储氢罐组3压力不足15kg/cm2时，专用氢气压缩机4开始起动，达到25kg/cm2时稳定生产，超过25kg/cm2时，专用氢气压缩机4停止工作；当专用氢气压缩机4出口压力达到450kg/cm2时，开始向高压储氢罐组5充气，充满后，专用氢气压缩机4和电源设备自动停机。
唯一用人力手工操作的是用加氢枪给车上加氢，人力操作过程有四步：一是手工取出输气软管，使充气枪插入车上的接受位置；二是手工按动氢气售气机6数码板，指示充氢容量，可同时读出售氢价格，三是扭动充气枪开关自动充氢，先由350kg/cm2的第二储氢罐组52给购氢车辆上的储罐充氢，达到平衡后自动转换为450kg/cm2的第一储氢罐组51补充加压，购氢车辆上的储罐达到350kg/cm2之后自动停机；第四步是把充气管和充气枪放回原处，因充气枪有弹簧回位装置，消耗体力是有限的。
如此自动化的制氢和压缩，仅用手工去加氢，同加油站和天然气站使用情况相同，能够达到自动化控制，不仅节省人力和安全，更主要是温度、压力、时间等所有参数准确按工艺执行。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的权利要求可限定的范围之内。

Claims (5)

1、一种车载制氢加氢站，其特征在于：
其包括专用运输车，所述的专用运输车的车厢内设有依次连通的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机；
所述的紧缩型水电解设备、低压储氢罐组、专用氢气压缩机、高压储氢罐组以及氢气售气机均与一个控制系统电连接；
所述的专用运输车设有变压器将外部电源导入并分配给所述的紧缩型水电解设备、专用氢气压缩机、氢气售气机以及所述的控制系统。
2、根据权利要求1所述的车载制氢加氢站，其特征在于：所述的专用运输车的车厢分为四室，从车头一侧到车尾一侧分为依次相连的制氢室、压缩室、储氢室以及售氢室，各室之间设有隔墙。
3、根据权利要求2所述的车载制氢加氢站，其特征在于：所述的紧缩型水电解设备安装在所述的制氢室内；所述的低压储氢罐组和专用氢气压缩机设置在所述的压缩室中；所述的高压储氢罐组设置在所述的储氢室中；所述的售气机设置在所述的售氢室中。
4、根据权利要求1所述的车载制氢加氢站，其特征在于：所述的紧缩型水电解设备设有进水管，以供将自来水注入储水设备中。
5、根据权利要求1所述的车载制氢加氢站，其特征在于：所述的高压储氢罐组分为第一储氢罐组和第二储氢罐组，所述的第一储氢罐组和第二储氢罐组并联在所述的专用氢气压缩机与专用氢气压缩机之间；在第一储氢罐组以及第二储氢罐组与压缩机的连接管道上设置有一个电磁阀；在第一储氢罐组以及第二储氢罐组与所述的售气机之间设置有另外一个电磁阀。
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