CN108278479A

CN108278479A - 一种氢化镁储罐

Info

Publication number: CN108278479A
Application number: CN201810148002.3A
Authority: CN
Inventors: 贾鹏
Original assignee: Shanghai Ke Laipu Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Ke Laipu Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2018-07-13

Abstract

本发明涉及一种氢化镁储罐，由罐体、罐体外部的保温层组成，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜。本发明根据氢化镁与水反应生成氢气和氢氧化镁并产生大量热的原理，生成的氢气用于以氢气为能源的场合。

Description

一种氢化镁储罐

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种氢化镁储罐。

背景技术

能源短缺、环境污染、全球气候变化，令开发清洁、高效、安全和可持续的能源迫在眉睫，其中氢能正在受到越来越多国家的重视。进入二十一世纪，发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，氢能源车辆由于其节能、低排放等特点成为发动机研究与开发的一个重点，并已经开始商业化。

氢作为燃料的优点是，以水为原料，资源丰富；燃烧时放出的热量多；燃烧产物是水，无毒、无污染，且可以循环使用，被称作绿色能源。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对发动机进行大的改装，因此氢能动力具有广阔的应用前景。推广氢能动力需要解决三个技术问题：一是大量制取廉价氢气，传统的电解方法价格昂贵，且耗费其他资源，无法推广；二是氢气的安全储运问题；三是发动机所需的高性能、廉价的氢供给系统。同时氢能源直接用在动力系统上会产生爆震、不稳定等一系列影响利用的问题，将氢气与其他多种气体包括惰性气体混合后加压的高压气源，氢电能源作为新的动力系统的替代燃料势必会成为趋势。另外，氢化镁属于强还原剂，可以和水直接进行剧烈反应生成氢气和氢氧化镁并放出大量的热。这些反应释放的大量热可以向外输出进行利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢化镁储罐，充分利用金属氢化镁释放氢气，安全快捷的获取氢能源。

本发明的技术方案是：

一种氢化镁储罐，包括罐体、罐体外部的保温层，罐体的内部设有喷水管路；罐体的上部设有压力传感器、防爆阀、氢气出口、水气入口和温度传感器，罐体的下部设有添加抽出口，所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀；罐体为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口，水气入口管设有伴热管路，伴热管路入口设有水过滤膜，氢气出口设有氢气过滤膜。

所述氢化镁储罐的氢气出口与低压氢气缓冲罐连接，所述低压氢气缓冲罐出口连接到以氢气为能源的装置，氢化镁储罐通过换热氢气管路连接到换热装置或以氢气为能源的装置的尾气余热利用单元。

所述氢化镁储罐中的氢化镁的更换采用氢化镁更换装置的形式，氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将颗粒状或粉状氢化镁注入氢化镁储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送或液体输送更换形式，能够实现计量准确、安全输送出氢氧化镁为主的使用过的物质或输送进氢化镁为主的物质进入氢化镁储罐目的，氢化镁更换装置包括分离罐、氢氧化镁罐、余氢吸收单元、真空罐、保护气压缩机、高压保护气罐、氢化镁罐、供料器、抽出计量仪、添加计量仪和加注枪；加注枪设有密封圈和锁紧法兰，氢化镁储罐的添加抽出口设有带密码锁的截止阀，加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐的添加抽出口密封连接；加注枪设进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路和抽出管路连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元连接到真空罐，真空罐通过单向阀和保护气压缩机连接到高压保护气罐；高压保护气罐出口分为两路，一路连接到供料器，一路通过保护气管路连接到加注枪的保护气入口；氢化镁罐通过供料器、添加计量仪、添加管路和添加-抽料共用管路连接到加注枪的进料-出料口。

氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐内，水可以进入小容器中，水与小容器中的氢化镁反应放出氢气，氢气从小容器中进入氢化镁储罐供系统使用，当小容器中氢化镁与水反应放氢结束后，把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐中；氢化镁储罐中的氢化镁更换或采用小容器输送的另一种方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐，将小容器中的氢化镁倒入氢化镁罐内，氢化镁储罐中的氢化镁反应放氢后，以氢氧化镁为主的剩余物的更换采用小容器输送的方式，将以氢氧化镁为主的剩余物装在小容器中，并把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐，将小容器中以氢氧化镁为主的剩余物倒入氢氧化镁罐内；或氢化镁储罐中的氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的方式。

本发明氢化镁储罐，设计为氢化镁与水反应生产氢气，储氢量达到了15%左右的重量储氢率。该氢化镁储罐中的金属氢化物可采用多种更换方式，比如储罐整体更换、储罐中金属氢化物气流输送更换及小容器更换模式。本发明氢化镁储罐为氢燃料电池、氢燃料发动机设备提供能源，也可为其他固定设备、移动设备和交通设备等设备提供氢气。该氢化镁储罐储存的氢气安全、稳定、体积小、可长期储存无任何损耗。

附图说明

图1为本发明氢化镁储罐的结构示意图；

图2为氢化镁储罐更换口示意图；

图3为氢化镁更换装置的流程示意图。

其中：1—氢化镁储罐、2—氢气过滤膜、18—添加抽出口、33—水过滤膜、70—温度传感器、71—压力传感器、72—防爆阀、73—氢气出口、105—伴热管路、110—带密码锁的截止阀、111—加注枪、112—锁紧法兰、113—密封圈、114—分离罐、115—氢氧化镁罐、116—余氢吸收单元、117—真空罐、119—保护气压缩机、120—高压保护气罐、121—保护气管路、122—抽出管路、123—氢化镁罐、124—供料器、125—抽料-添加共用管路、126—抽出计量仪、127—添加计量仪、128—添加管路、134—喷水管路、135—罐体、137—保温层、138—导热介质入口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明氢化镁储罐如图1所示，氢化镁储罐1由罐体135、罐体外部的保温层137组成，罐体的内部设有喷水管路134。罐体的下部设有压力传感器71、防爆阀72、氢气出口73、水气入口和温度传感器72。罐体的下部设有添加抽出口18，添加抽出口设有带密码锁的截止阀110，用于抽出使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质和添加新鲜的氢化镁。罐体135为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料。氢化镁储罐设有导热介质入口138，水气入口管设有伴热管路105，伴热管路入口设有水过滤膜33，氢气出口73设有氢气过滤膜2。

氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的形式或设置氢化镁更换装置。氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将氢化镁注入储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送、液体输送等任意更换形式。氢化镁更换装置的一种形式如图2所示，包括分离罐114、氢氧化镁罐115、余氢吸收单元116、真空罐117、保护气压缩机119、高压保护气罐120、氢化镁罐123、供料器124、抽出计量仪126、添加计量仪127和加注枪111。如图3所示，加注枪设有密封圈113和锁紧法兰112，加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐1的添加抽出口18密封连接。加注枪设有进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路125和抽出管路122连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪126连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元116连接到真空罐117，真空罐通过单向阀39和保护气压缩机119连接到高压保护气罐120。高压保护气罐120出口分为两路，一路连接到供料器124，一路通过保护气管路121连接到加注枪的保护气入口。氢化镁罐123通过供料器124、添加计量仪127、添加管路128和添加-抽料共用管路125连接到加注枪111的进料-出料口。氢化镁更换装置采用重力输送、机械输送、气力输送、真空输送、液力输送或电磁输送，或它们的组合，从而达到更换氢化镁储罐内物料的目的，即通过密码锁打开罐体，使氢化镁储罐内的氢氧化镁移出，然后加入氢化镁，罐体关闭密封。

本发明的运行方式为：水经水气入口进入装满氢化镁的氢化镁储罐135，通过罐体内部的喷水管路134喷入罐内的氢化镁中，氢化镁与水反应生成氢氧化镁和氢气，并放出大量的热。氢气通过输送管路给如氢燃料发动机的以氢气为能源的设备；氢燃料发动机利用氢气燃烧做功，氢燃料发动机的尾气连接尾气余热利用单元，尾气余热利用单元连接气液分离器，气液分离器的液体管路经过滤后连接化镁储罐的水气入口，气液分离器的气体管路经提出后，通过换热氢气管路连接到氢化镁储罐的导热介质入口138，将氢化镁储罐中的热量传递给尾气余热利用单元，为尾气余热利用单元提供热源。

氢化镁储罐15为严格密封并与外界完全隔离的金属材料制成。氢化镁加注枪通过带密码锁的截止阀将饱和的氢化镁加入到氢化镁储罐中，同时关紧带密码锁的截止阀，内部系统运行加水放出全部产生的氢气后，金属氢化镁主要变成干燥的氢氧化镁，这时打开带密码锁的截止阀，通过加注枪将氢氧化镁抽出，然后再将饱和的氢化镁加入到氢化镁储罐中。

Claims

1.一种氢化镁储罐，其特征是：包括罐体（135）、罐体外部的保温层（137），罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（72），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述氢化镁储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口管设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）。

2.根据权利要求1所述的一种氢化镁储罐，其特征是：所述氢化镁储罐（1）的氢气出口与低压氢气缓冲罐（56）连接，所述低压氢气缓冲罐出口连接到以氢气为能源的装置，氢化镁储罐通过换热氢气管路连接到换热装置或以氢气为能源的装置的尾气余热利用单元。

3.根据权利要求1或2所述的一种氢化镁储罐，其特征是：所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁的更换采用氢化镁更换装置的形式，氢化镁更换装置将使用过的氢化镁储罐中的以氢氧化镁为主的所有物质安全快捷的输送出来，并同样安全快捷地将颗粒状或粉状氢化镁注入氢化镁储罐中，同时准确快速的进行计量；氢化镁更换装置采用机械输送、气体输送或液体输送更换形式，能够实现计量准确、安全输送出氢氧化镁为主的使用过的物质或输送进氢化镁为主的物质进入氢化镁储罐目的，所述氢化镁更换装置包括分离罐（114）、氢氧化镁罐（115）、余氢吸收单元（116）、真空罐（117）、保护气压缩机（119）、高压保护气罐（120）、氢化镁罐（123）、供料器（124）、抽出计量仪（126）、添加计量仪（127）和加注枪（111）；所述加注枪设有密封圈（113）和锁紧法兰（112），所述氢化镁储罐（1）的添加抽出口（18）设有带密码锁的截止阀（110），加注枪通过锁紧法兰与氢化镁储罐的添加抽出口（18）密封连接；所述加注枪设进料-出料口，进料-出料口通过添加-抽料共用管路（125）和抽出管路（122）连接到分离罐，分离罐的固体出口通过抽出计量仪（126）连接到氢氧化镁罐，分离罐的气体出口通过余氢吸收单元（116）连接到真空罐（117），所述真空罐通过单向阀（39）和保护气压缩机（119）连接到高压保护气罐（120）；高压保护气罐（120）出口分为两路，一路连接到供料器（124），一路通过保护气管路（121）连接到加注枪的保护气入口；所述氢化镁罐（123）通过供料器（124）、添加计量仪（127）、添加管路（128）和添加-抽料共用管路（125）连接到加注枪（111）的进料-出料口。

4.根据权利要求1或2所述的一种氢化镁储罐，其特征是：所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁更换或采用小容器输送的方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐内，水可以进入小容器中，水与小容器中的氢化镁反应放出氢气，氢气从小容器中进入氢化镁储罐供系统使用，当小容器中氢化镁与水反应放氢结束后，把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐（115）中；氢化镁储罐（1）中的氢化镁更换或采用小容器输送的另一种方式，将氢化镁装在各类形状相同或不同的小容器中，并把装载有氢化镁的小容器输送到氢化镁储罐，将小容器中的氢化镁倒入氢化镁罐内，氢化镁储罐（1）中的氢化镁反应放氢后，以氢氧化镁为主的剩余物的更换采用小容器输送的方式，将以氢氧化镁为主的剩余物装在小容器中，并把装载有以氢氧化镁为主的剩余物的小容器输送到氢氧化镁罐（115），将小容器中以氢氧化镁为主的剩余物倒入氢氧化镁罐（115）内；或所述氢化镁储罐（1）中的氢化镁的更换采用氢化镁储罐整体更换的方式。