CN110864220A - 氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置及氢气回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，设置氢气收集罐(15)、循环水箱(7)、储氢罐排气容器(3)；储氢罐(22)与储氢罐排气容器(3)的下部连接；循环水箱(7)通过进水管(1)、排水管(2)与储氢罐排气容器(3)连通；氢气收集罐(15)通过氢气排气管道与储氢罐排气容器(3)的上部连通。本发明还公开了该处理装置的氢气回收方法。采用上述技术方案，对罐体废弃产生的安全隐患及环境污染问题进行有效地处理，使包括高压储氢罐在内的各种高压罐体内氢气能够最大程度的加以回收利用；整个回收处理过程的自动化程度高，达到高压储氢罐罐体在废弃后合理地回收及处理。
Description
技术领域
本发明属于混合动力等新能源汽车的动力系统的技术领域。更具体地，本发明涉及一种氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置；以及应用于该处理装置的氢气回收方法。
背景技术
当前氢燃料电池车发展迅速，鉴于高压储氢罐是氢燃料电池车上必不可少的的能源容器，在未来大规模量产后，随着氢燃料电池车和高压储氢罐因寿命及各种原因的报废，车上安装的高压储氢罐回收处理也变得尤为重要。
高压储氢罐罐体内氢气为易燃易爆气体，且罐体采用的碳纤维复合材料无法自然降解，如果在报废后随意丢弃处置将带来较大的安全隐患及环境污染，而当前国内外并没有相应技术方案来处理高压储氢罐残余氢气回收问题。而残余氢气不能回收，废弃的储氢罐是存在相当大的隐患的。
发明内容
本发明提供一种氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其目的是实现对报废储氢罐的安全、高效处理。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，用于对储氢罐进行回收处理；所述的处理装置设置氢气收集罐、循环水箱、储氢罐排气容器；所述的储氢罐与储氢罐排气容器的下部连接；所述的循环水箱通过进水管、排水管与储氢罐排气容器连通；所述的氢气收集罐通过氢气排气管道与储氢罐排气容器的上部连通。
所述的储氢罐排气容器内部的底端上设置转盘环形底座，所述的储氢罐通过罐体夹持装置固定安装在转盘环形底座上。
所述的储氢罐排气容器内部设置用于对储氢罐进行钻孔的旋转破壁钻头。
所述的旋转破壁钻头通过破壁钻头机械臂安装在储氢罐排气容器中。
所述的储氢罐排气容器为储氢罐排气容器。
所述的储氢罐排气容器的上部设置密封顶盖，所述的密封顶盖上设置空气进排气管道。
所述的空气进排气管道上设置空气进排气阀门。
所述的密封顶盖通过连接扣固定安装在储氢罐排气容器的本体上。
所述的进水管上设置进水水泵和进水阀门；所述的排水管上设置排水水泵和排水阀门。
所述的氢气排气管道包括以氢气排气方向依次连接的软质氢气排气管道和硬质氢气排气管道；在所述的软质氢气排气管道上设置氢气排气阀门；在所述的硬质氢气排气管道上设置增压气泵。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置的氢气回收方法，其技术方案是：该方法的过程为：
步骤1、对需要拆解的储氢罐的表面进行清洗；
步骤2、将储氢罐排气容器上方的密封顶盖打开，将储氢罐罐体光滑的尾部朝上夹持在转盘环形底座上的罐体夹持装置上，然后盖上密封顶盖，保证储氢罐排气容器的密封；
步骤3、将安装在进水管上的进水阀门和安装在空气进排气管道上的空气进排气阀门打开，进水水泵将循环水箱内的水泵入储氢罐排气容器内，直到水充满整个储氢罐排气容器，原来位于储氢罐排气容器中的空气由于水的注入而从空气进排气管道排出；
步骤4、当储氢罐排气容器中的所有空气全部被排除后，关闭空气进排气阀门和进水阀门，打开安装在排水管上的排水阀门；
步骤5、调整破壁钻头机械臂，使旋转破壁钻头对准向上的储氢罐的光滑的罐体尾部对其进行罐体钻孔破壁；此时，在储氢罐内的高压氢气都将从储氢罐内冒出并在储氢罐排气容器顶部聚集，而原来充满容器的部分水在从储氢罐排气容器罐体冒出氢气的挤压下将从排水管内排出至循环水箱内，而被钻孔破壁后的储氢罐内将完全灌满水，从而保证储氢罐内的残余氢气被完全排净；
步骤6、打开安装在软质氢气排气管道上的氢气排气阀门，打开进水阀门，关闭排水阀门，进水水泵将循环水箱内的水泵入储氢罐排气容器内，直到水充满整个储氢罐排气容器，原来在储氢罐排气容器上方积聚的氢气由于水的注入而从软质氢气排气管道排出；在氢气排出过程中，硬质氢气排气管道上的增压气泵保持工作，将低压氢气压缩至氢气收集罐中保存；
步骤7、当所有氢气全被排除后，关闭氢气排气阀门和进水阀门，从而完成对储氢罐内残余氢气的回收。
本发明采用上述技术方案，对罐体废弃产生的安全隐患及环境污染问题进行有效地处理，使包括高压储氢罐在内的各种高压罐体内氢气能够最大程度的加以回收利用；整个回收处理过程的自动化程度高，达到高压储氢罐罐体在废弃后合理地回收及处理。
附图说明
附图所示内容及图中的标记作简要说明如下：
图1为本发明的结构示意图。
图中标记为：
1、进水管，2、排水管，3、储氢罐排气容器，4、密封顶盖，5、软质氢气排气管道，6、硬质氢气排气管道，7、循环水箱，8、进水水泵，9、进水阀门，10、排水水泵，11、排水阀门，12、空气进排气管道，13、空气进排气阀门，14、氢气排气阀门，15、氢气收集罐，16、增压气泵，17、转盘环形底座，18、罐体夹持装置，19、连接扣，20、破壁钻头机械臂，21、旋转破壁钻头，22、储氢罐。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示本发明的结构，为一种新型氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，用于对储氢罐22及其中的氢气进行回收处理，从而对罐体废弃产生的安全隐患及环境污染问题进行有效地处理。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现对报废储氢罐的安全、高效处理的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置设置氢气收集罐15、循环水箱7、储氢罐排气容器3；所述的储氢罐22与储氢罐排气容器3的下部连接；所述的循环水箱7通过进水管1、排水管2与储氢罐排气容器3连通；所述的氢气收集罐15通过氢气排气管道与储氢罐排气容器3的上部连通。
进水管1和排水管2安装有储氢罐排气容器3的底部。进水管1和排水管2连接有同一个循环水箱7。
本发明上述新型氢燃料电池汽车高压储氢罐罐体氢气回收装置，对罐体废弃产生的安全隐患及环境污染问题进行有效地处理，使包括高压储氢罐在内的各种高压罐体内氢气能够最大程度的加以回收利用；整个过程的自动化程度高，实现了高压储氢罐罐体及其中的氢气在废弃后安全、高效和合理地回收、处理及利用。
所述的储氢罐排气容器3内部的底端上设置转盘环形底座17，所述的储氢罐22通过罐体夹持装置18固定安装在转盘环形底座17上。
所述的储氢罐排气容器3内部设置用于对储氢罐22进行钻孔的旋转破壁钻头21。
所述的旋转破壁钻头21通过破壁钻头机械臂20安装在储氢罐排气容器3中。
其中一个旋转破壁钻头21对上面的储氢罐22表面(即储氢罐22的尾部)进行钻孔破壁；另一个旋转破壁钻头21对储氢罐22的侧面进行钻孔破壁。由于储氢罐22是旋转的，所以能将整个储氢罐22的侧面破壁钻孔。
所述的储氢罐排气容器3为储氢罐排气容器。
所述的储氢罐排气容器3的上部设置密封顶盖4，所述的密封顶盖4上设置空气进排气管道12。
密封顶盖4与储氢罐排气容器3接触面之间，设有密封材料，确保在回收处理过程中的密封。
所述的空气进排气管道12上设置空气进排气阀门13。空气进排气管道12连接至大气中，在空气进排气管道12与密封顶盖4处安装有空气进排气阀门13。
所述的密封顶盖4通过连接扣19固定安装在储氢罐排气容器3的本体上。
所述的进水管1上设置进水水泵8和进水阀门9；所述的排水管2上设置排水水泵10和排水阀门11。进水与排水的动力由电力驱动的进水水泵8和排水水泵10提供。
在储氢罐排气容器3上部的密封顶盖4连接有软质氢气排气管道5和空气进排气管道12；软质氢气排气管道5连接有硬质氢气排气管道6。即：所述的氢气排气管道包括以氢气排气方向依次连接的软质氢气排气管道5和硬质氢气排气管道6；在所述的软质氢气排气管道5上设置氢气排气阀门14；在所述的硬质氢气排气管道6上设置增压气泵16。
软质氢气排气管道5另一端连接氢气收集罐15。氢气排气阀门14与氢气收集罐15之间的硬质氢气排气管道6安装有增压气泵16。
在储氢罐排气容器3与软质氢气排气管道5连接处安装有氢气排气阀门14，排气的动力由电力驱动的进水水泵8向储氢罐排气容器3内部泵水来将上方气体挤压排出。
进水阀门9、排水阀门11、空气进排气阀门13与氢气排气阀门14的开启与关闭均由单片机控制。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置的氢气回收方法，其技术方案是：该氢气回收方法的过程为：
步骤1、对需要拆解的储氢罐22的表面进行清洗；
步骤2、将储氢罐排气容器3上方的密封顶盖4打开，将储氢罐22罐体光滑的尾部朝上夹持在转盘环形底座17上的罐体夹持装置18上，然后盖上密封顶盖4，保证储氢罐排气容器3的密封；
步骤3、将安装在进水管1上的进水阀门9和安装在空气进排气管道上的空气进排气阀门13打开，进水水泵8将循环水箱7内的水泵入储氢罐排气容器3内，直到水充满整个储氢罐排气容器3，原来位于储氢罐排气容器3中的空气由于水的注入而从空气进排气管道12排出；
步骤4、当储氢罐排气容器3中的所有空气全部被排除后，关闭空气进排气阀门13和进水阀门9，打开安装在排水管2上的排水阀门11；
步骤5、调整破壁钻头机械臂20，使旋转破壁钻头21对准向上的储氢罐22的光滑的罐体尾部对其进行罐体钻孔破壁；此时，在储氢罐22内的高压氢气都将从储氢罐22内冒出并在储氢罐排气容器3顶部聚集，而原来充满容器的部分水在从储氢罐排气容器3罐体冒出氢气的挤压下将从排水管2内排出至循环水箱7内，而被钻孔破壁后的储氢罐22内将完全灌满水，从而保证储氢罐22内的残余氢气被完全排净；
步骤6、打开安装在软质氢气排气管道5上的氢气排气阀门14，打开进水阀门9，关闭排水阀门11，进水水泵8将循环水箱7内的水泵入储氢罐排气容器3内，直到水充满整个储氢罐排气容器3，原来在储氢罐排气容器3上方积聚的氢气由于水的注入而从软质氢气排气管道5排出；在氢气排出过程中，硬质氢气排气管道6上的增压气泵16保持工作，将低压氢气压缩至氢气收集罐15中保存；另一方面，增压气泵16也起到了将储氢罐排气容器3上部的氢气抽出的作用；
步骤7、当所有氢气全被排除后，关闭氢气排气阀门14和进水阀门9，从而完成对储氢罐22内残余氢气的回收。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，用于对储氢罐(22)进行回收处理，其特征在于：所述的处理装置设置氢气收集罐(15)、循环水箱(7)、储氢罐排气容器(3)；所述的储氢罐(22)与储氢罐排气容器(3)的下部连接；所述的循环水箱(7)通过进水管(1)、排水管(2)与储氢罐排气容器(3)连通；所述的氢气收集罐(15)通过氢气排气管道与储氢罐排气容器(3)的上部连通。
2.按照权利要求1所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的储氢罐排气容器(3)内部的底端上设置转盘环形底座(17)，所述的储氢罐(22)通过罐体夹持装置(18)固定安装在转盘环形底座(17)上。
3.按照权利要求1所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的储氢罐排气容器(3)内部设置用于对储氢罐(22)进行钻孔的旋转破壁钻头(21)。
4.按照权利要求2所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的旋转破壁钻头(21)通过破壁钻头机械臂(20)安装在储氢罐排气容器(3)中。
5.按照权利要求1所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的储氢罐排气容器(3)为储氢罐排气容器。
6.按照权利要求1所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的储氢罐排气容器(3)的上部设置密封顶盖(4)，所述的密封顶盖(4)上设置空气进排气管道(12)。
7.按照权利要求6所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的空气进排气管道(12)上设置空气进排气阀门(13)。
8.按照权利要求6所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的密封顶盖(4)通过连接扣(19)固定安装在储氢罐排气容器(3)的本体上。
9.按照权利要求1所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置，其特征在于：所述的进水管(1)上设置进水水泵(8)和进水阀门(9)；所述的排水管(2)上设置排水水泵(10)和排水阀门(11)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的氢燃料电池汽车废弃高压储氢罐处理装置的氢气回收方法，其特征在于：该氢气回收方法的过程为：
步骤1、对需要拆解的储氢罐(22)的表面进行清洗；
步骤2、将储氢罐排气容器(3)上方的密封顶盖(4)打开，将储氢罐(22)罐体光滑的尾部朝上夹持在转盘环形底座(17)上的罐体夹持装置(18)上，然后盖上密封顶盖(4)，保证储氢罐排气容器(3)的密封；
步骤3、将安装在进水管(1)上的进水阀门(9)和安装在空气进排气管道上的空气进排气阀门(13)打开，进水水泵(8)将循环水箱(7)内的水泵入储氢罐排气容器(3)内，直到水充满整个储氢罐排气容器(3)，原来位于储氢罐排气容器(3)中的空气由于水的注入而从空气进排气管道(12)排出；
步骤4、当储氢罐排气容器(3)中的所有空气全部被排除后，关闭空气进排气阀门(13)和进水阀门(9)，打开安装在排水管(2)上的排水阀门(11)；
步骤5、调整破壁钻头机械臂(20)，使旋转破壁钻头(21)对准向上的储氢罐(22)的光滑的罐体尾部对其进行罐体钻孔破壁；此时，在储氢罐(22)内的高压氢气都将从储氢罐(22)内冒出并在储氢罐排气容器(3)顶部聚集，而原来充满容器的部分水在从储氢罐排气容器(3)罐体冒出氢气的挤压下将从排水管(2)内排出至循环水箱(7)内，而被钻孔破壁后的储氢罐(22)内将完全灌满水，从而保证储氢罐(22)内的残余氢气被完全排净；
步骤6、打开安装在软质氢气排气管道(5)上的氢气排气阀门(14)，打开进水阀门(9)，关闭排水阀门(11)，进水水泵(8)将循环水箱(7)内的水泵入储氢罐排气容器(3)内，直到水充满整个储氢罐排气容器(3)，原来在储氢罐排气容器(3)上方积聚的氢气由于水的注入而从软质氢气排气管道(5)排出；在氢气排出过程中，硬质氢气排气管道(6)上的增压气泵(16)保持工作，将低压氢气压缩至氢气收集罐(15)中保存；
步骤7、当所有氢气全被排除后，关闭氢气排气阀门(14)和进水阀门(9)，从而完成对储氢罐(22)内残余氢气的回收。
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