CN110736025A - 一种简易加氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易加氢装置，包括氢气压缩机，所述氢气压缩机的进气管通过设置有进气阀的第一管路连接氢气输入口，所述氢气压缩机的出气管分别通过设置有循环阀的第二管路连接所述氢气压缩机的进气管以及通过设置有输出阀的第三管路连接加氢枪的进气管，所述加氢枪的放气管连接第四管路的中部，所述第四管路的一端与所述第三管路连接，所述第四管路的另一端连接泄压口，所述第四管路上设置有泄压阀，所述泄压阀位于所述第三管路与所述放气管之间。本发明的有益效果：通过氢气压缩机来对氢气进行增压，减少了生产成本；自动化程度高，可减少人工参与，使用方便。

Description

一种简易加氢装置
技术领域
本发明涉及加氢装置的技术领域，具体来说，涉及一种简易加氢装置。
背景技术
现有加氢机基本均依靠标准气瓶组或气站作为气源，使加氢机的进气压力保持在2-15MPa的范围内。由于通过电解氢技术所分解出的氢气压力较小，现有技术是通过多级增压的形式实现氢气介质的输出，这种形式会导致产品成本大大增加，不利于加氢技术的研究与测试，并且随着时代的进步和发展，对于如何低成本产出氢气及新能源的应用也有了越来越高的要求。
另外，现有的加氢系统大多需要手动进行调节，操作便捷性不高，需要更多的人力，并且误操作的风险较大，没有安全保障。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种简易加氢装置，其通过氢气压缩机对氢气进行增压，成本低且自动化程度高。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种简易加氢装置，包括氢气压缩机，所述氢气压缩机的进气管通过设置有进气阀的第一管路连接氢气输入口，所述氢气压缩机的出气管分别通过设置有循环阀的第二管路连接所述氢气压缩机的进气管以及通过设置有输出阀的第三管路连接加氢枪的进气管，所述加氢枪的放气管连接第四管路的中部，所述第四管路的一端与所述第三管路连接，所述第四管路的另一端连接泄压口，所述第四管路上设置有泄压阀，所述泄压阀位于所述第三管路与所述放气管之间。
进一步地，所述进气阀、所述循环阀、所述输出阀以及所述泄压阀均为气动调节阀，所述进气阀的控制端口、所述循环阀的控制端口、所述输出阀的控制端口以及所述泄压阀的控制端口各通过设置有电磁阀的第五管路连接压缩空气口。
进一步地，所述第五管路上还设置有过滤调压阀，所述过滤调压阀靠近所述压缩空气口设置。
进一步地，所述氢气压缩机的进气管上和所述氢气压缩机的出气管上均设置有压力变送器，所述压力变送器和所述电磁阀均连接PLC控制器。
进一步地，所述第一管路和所述第三管路上均设置有手动阀和过滤器。
进一步地，所述第一管路上还设置有冷却器，所述冷却器靠近所述氢气输入口设置，所述进气阀位于所述冷却器和所述手动阀之间。
进一步地，所述第三管路上还设置有压力表。
进一步地，所述第二管路与所述第四管路上均设置有限流阀。
进一步地，所述氢气压缩机的出气管与所述第一管路均通过设置有安全阀的管路连接所述泄压口。
进一步地，所述氢气压缩机为隔膜式氢气压缩机。
本发明的有益效果：通过氢气压缩机来对氢气进行增压，减少了生产成本；自动化程度高，可减少人工参与，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的简易加氢装置的示意图。
图中：
1、氢气压缩机；2、进气阀；3、循环阀；4、输出阀；5、加氢枪；6、氢气输入口；7、泄压口；8、泄压阀；9、电磁阀；10、压缩空气口；11、过滤调压阀；12、压力变送器；13、冷却器；14、手动阀；15、过滤器；16、压力表；17、限流阀；18、安全阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种简易加氢装置，包括氢气压缩机1，所述氢气压缩机1的进气管通过设置有进气阀2的第一管路连接氢气输入口6，所述氢气压缩机1的出气管分别通过设置有循环阀3的第二管路连接所述氢气压缩机1的进气管以及通过设置有输出阀4的第三管路连接加氢枪5的进气管，所述加氢枪5的放气管连接第四管路的中部，所述第四管路的一端与所述第三管路连接，所述第四管路的另一端连接泄压口7，所述第四管路上设置有泄压阀8，所述泄压阀8位于所述第三管路与所述放气管之间。
在本发明的一个具体实施例中，所述进气阀2、所述循环阀3、所述输出阀4以及所述泄压阀8均为气动调节阀，所述进气阀2的控制端口、所述循环阀3的控制端口、所述输出阀4的控制端口以及所述泄压阀8的控制端口各通过设置有电磁阀9的第五管路连接压缩空气口10。
在本发明的一个具体实施例中，所述第五管路上还设置有过滤调压阀11，所述过滤调压阀11靠近所述压缩空气口10设置。
在本发明的一个具体实施例中，所述氢气压缩机1的进气管上和所述氢气压缩机1的出气管上均设置有压力变送器12，所述压力变送器12和所述电磁阀9均连接PLC控制器。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一管路和所述第三管路上均设置有手动阀14和过滤器15。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一管路上还设置有冷却器13，所述冷却器13靠近所述氢气输入口6设置，所述进气阀2位于所述冷却器13和所述手动阀14之间。
在本发明的一个具体实施例中，所述第三管路上还设置有压力表16。
在本发明的一个具体实施例中，所述第二管路与所述第四管路上均设置有限流阀17。
在本发明的一个具体实施例中，所述氢气压缩机1的出气管与所述第一管路均通过设置有安全阀18的管路连接所述泄压口7。
在本发明的一个具体实施例中，所述氢气压缩机1为隔膜式氢气压缩机。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明所述的简易加氢装置（以下简称为本装置）采用隔膜式氢气压缩机作为增压设备来代替多级增压。电解氢产生的压力为0.5-1MPa的氢气介质通过隔膜式氢气压缩机增压至35MPa后，通过加氢枪5为车辆进行加注，并可通过PLC控制器实现自动控制，本装置中所选用的阀门等部件均为氢气专用型，电磁阀14、PLC控制器等电气件均集中在防爆箱中，保证加氢过程中操作的简化性及安全性，提高加氢效率，可广泛应用于航空航天、石油化工及新能源行业。
本装置可提供35MPa高压氢气用于氢气加注，本装置配置加氢枪5和配套加氢软管，即可用于车辆加氢，也可用于为氢瓶充气。本装置的核心设备是35MPa的氢气压缩机1，本装置采用0.5~1.0MPa氢气作为气源，可通过氢气压缩机1增压至35MPa。
与氢气压缩机1的进气管连接的第一管路上依次设置有冷却器13、进气阀2、手动阀14、过滤器15。冷却器13用于将从氢气输入口6输入的氢气进行冷却，将进气温度降低至30℃以下。进气阀2用于自动控制第一管路的通断。过滤器15用于过滤氢气中的杂质，过滤精度为5μm，可保护氢气压缩机1。
氢气压缩机1为隔膜式氢气压缩机。氢气压缩机1的进气管和出气管上均设置有压力变送器12和压力表16，压力表16和压力变送器12用于测量进气管和出气管中的压力。压力变送器12的型号为HTPS-4-0.1-1，其生产厂家为502。
与氢气压缩机1的出气管连接的第三管路上依次设置有输出阀4、手动阀14、过滤器15、压力表16等。输出阀4用于自动控制第三管路的通断，第三管路的出口配置一把35MPa的加氢枪5，保证氢气的正常加注。
氢气压缩机1的出气管与第一管路均通过设置有安全阀18的管路连接泄压口7。安全阀18用于超压保护，避免氢气压缩机1超负荷运行。氢气压缩机1的出气管上设置有单向阀。
本装置为了避免氢气压缩机1的电机启动电流过大，配置了第二管路，第二管路分别连接氢气压缩机1的进气管和出气管，第二管路上依次设置有循环阀3和限流阀17，通过第二管路可以实现氢气压缩机1的空载运行，可在当氢气压缩机1运行平稳后，再向下游进行氢气加注。
本装置为了便于移动加氢，可置于一套集装箱或箱柜内，方便运输。氢气输入口6、泄压口7和压缩空气口10均开设在集装箱或箱柜上。
为实现自动化控制，进气阀2、循环阀3、输出阀4以及泄压阀8均为气动调节阀，进气阀2的控制端口、循环阀3的控制端口、输出阀4的控制端口以及泄压阀8的控制端口各通过设置有电磁阀9的第五管路连接压缩空气口10。压力变送器12和电磁阀9均连接PLC控制器。气动调节阀通过压缩空气作为动力来触发阀的打开和截止。气动调节阀的型号为AOV5-20NVS9MF-NC-SUH660。电磁阀9用于自动控制第五管路的通断。电磁阀9的型号为3V210-08-NC（防爆），生产厂家为亚德客。PLC控制器是控制中心，PLC控制器的型号为TP900，生产厂家为西门子，其自带有9寸的触摸屏。PLC控制器连接线性电源，线性电源还为氢气压缩机1的电机供电。线性电源的型号为4NIC-X48，生产厂家为北京斯科白光电子。
第五管路上还设置有过滤调压阀11，过滤调压阀11向第五管路提供洁净的压缩空气，当压缩空气的压力波动时可自动作出调整，使压力平稳的输出，保证压力稳定。过滤调压阀11的型号为MX2-1/2-FR1004，参数为0.5~10bar，G1/2"，自排气，半自动排水，5μm，带压力表。
具体使用时，首先装置上电后，开启氢气压缩机1，并将加氢枪5与加氢接口进行连接，由电解氢作为气源，输入0.5~1.0MPa氢气，氢气通过冷却器13进行降温，通过PLC控制器控制进气阀2开启，手动阀14保持常开状态，氢气通过过滤器15将电解氢过程中可能产生的杂质过滤后进入氢气压缩机1，安全阀2主要用于对装置进行保护，如果输入压力超压，则通过泄压口7直接排出装置。
通过PLC控制器控制循环阀3打开，此时限流阀17处于常开状态，输出阀9处于关闭状态，这样能够使氢气压缩机1进行循环，当氢气压缩机1运行稳定后，通过PLC控制器打开输出阀9，关闭循环阀3，使氢气经过增压后输出，氢气的进气压力通过压力变送器12或氢气压缩机1自带的压力表16可以进行读取。
当氢气输出时，手动阀14处于常开状态，氢气通过过滤器15将增压过程中可能产生的杂质进行过滤，并通过压力表16读取压力。
当加氢完成后，拔出加氢枪5，加氢枪5中的氢气介质会通过加氢枪5自带的放气管排出，通过PLC控制器控制泄压阀8打开，此时限流阀17处于常开状态，泄掉本装置内部的压力，泄压结束后，关闭电源，切断供电。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，可在一定范围内提供特定且恒定压力的氢气用于加注，且能实现自动控制，可广泛用于航空航天、石油化工、新能源等行业；其氢气压缩机1的设计紧凑合理，可有效利用本装置内部空间；电气件均集中在防爆箱内，放置在安全区，可靠性高，安全性好；所选用的阀门等部件均为氢气专用型；PLC控制器作为本装置的逻辑控制中心，可确保各个部件合理运行；操作人员可通过触摸屏进行操作，操作便捷、安全可靠；本装置核心部件仅为一台隔膜式氢气压缩机，成本可控；本装置可通过隔膜式氢气压缩机将0.5-1MPa氢气介质，增压至35MPa进行输出，安装简便，输出稳定。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种简易加氢装置，其特征在于，包括氢气压缩机（1），所述氢气压缩机（1）的进气管通过设置有进气阀（2）的第一管路连接氢气输入口（6），所述氢气压缩机（1）的出气管分别通过设置有循环阀（3）的第二管路连接所述氢气压缩机（1）的进气管以及通过设置有输出阀（4）的第三管路连接加氢枪（5）的进气管，所述加氢枪（5）的放气管连接第四管路的中部，所述第四管路的一端与所述第三管路连接，所述第四管路的另一端连接泄压口（7），所述第四管路上设置有泄压阀（8），所述泄压阀（8）位于所述第三管路与所述放气管之间。
2.根据权利要求1所述的简易加氢装置，其特征在于，所述进气阀（2）、所述循环阀（3）、所述输出阀（4）以及所述泄压阀（8）均为气动调节阀，所述进气阀（2）的控制端口、所述循环阀（3）的控制端口、所述输出阀（4）的控制端口以及所述泄压阀（8）的控制端口各通过设置有电磁阀（9）的第五管路连接压缩空气口（10）。
3.根据权利要求2所述的简易加氢装置，其特征在于，所述第五管路上还设置有过滤调压阀（11），所述过滤调压阀（11）靠近所述压缩空气口（10）设置。
4.根据权利要求2所述的简易加氢装置，其特征在于，所述氢气压缩机（1）的进气管上和所述氢气压缩机（1）的出气管上均设置有压力变送器（12），所述压力变送器（12）和所述电磁阀（9）均连接PLC控制器。
5.根据权利要求1所述的简易加氢装置，其特征在于，所述第一管路和所述第三管路上均设置有手动阀（14）和过滤器（15）。
6.根据权利要求5所述的简易加氢装置，其特征在于，所述第一管路上还设置有冷却器（13），所述冷却器（13）靠近所述氢气输入口（6）设置，所述进气阀（2）位于所述冷却器（13）和所述手动阀（14）之间。
7.根据权利要求5所述的简易加氢装置，其特征在于，所述第三管路上还设置有压力表（16）。
8.根据权利要求1所述的简易加氢装置，其特征在于，所述第二管路与所述第四管路上均设置有限流阀（17）。
9.根据权利要求1所述的简易加氢装置，其特征在于，所述氢气压缩机（1）的出气管与所述第一管路均通过设置有安全阀（18）的管路连接所述泄压口（7）。
10.根据权利要求1所述的简易加氢装置，其特征在于，所述氢气压缩机（1）为隔膜式氢气压缩机。
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