CN114893721A - 一种基于智能自动化的有机液态储氢系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，具体涉及液态储氢技术领域，包括支架，所述支架的一侧固定卡设有等距离分布的多个储氢反应罐，所述储氢反应罐中设有进料混合机构，所述支架的一侧固定卡设有和储氢反应罐一一对应的检测组件，其中一个所述储氢反应罐的顶端固定安装有和进料混合机构配合使用驱动组件，所述进料混合机构的顶端中部均设有进料支管，所述储氢反应罐的底部均固定卡设有出料管，所述出料管远离储氢反应罐的一侧均设有三通管，本发明，通过设置进料混合机构并配合使用驱动组件，转动的L型混合筒对储氢有机物和加入的氢气进行混合，减小氢气的储存时间，进而有效提升了整个系统的氢气储存效率。

Description

一种基于智能自动化的有机液态储氢系统
技术领域
本发明涉及液态储氢技术领域，具体为一种基于智能自动化的有机液态储氢系统。
背景技术
氢能作为清洁的新型能源，其制备、储运和应用各环节都是科学界和工业界的研究热点；现有的氢气储存技术可分为物理法和化学法两种，其中，物理法主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、物理吸附储氢等；化学法主要包括金属合金储氢、有机液体储氢、甲醇重整制氢、金属氢化物/络合物水解制氢等；
有机液体储氢是通过加氢反应将氢气固定到芳香族有机化合物，并形成稳定的氢有机化合物液体。最大特点在于常温常压下一般为液体，与汽油类似，方便运输和储存，到达用户端时，载氢的有机液体通过催化反应释放出氢气，脱氢后的有机液体还可以循环使用。有机液体储氢在使用过程中始终以液态方式存在，可以像汽柴油一样在常温常压下存储和运输，可以利用现有汽柴油运输方式和加油站设施，储运过程安全、高效，使得氢能规模利用的成本大幅降低；
有机液体储氢材料因为其突出的性能特点在集中式和分布式氢能应用的储氢环节中都表现出了优良的适用性，特别是十二氢-N-乙基咔唑和N-乙基咔唑组成的可逆储放氢系统，是目前较为理想的有机液体储氢材料；
然而现有的有机液态储氢系统，结构相对简单，在进行有机液态氢储存时，通常是将氢气直接加压通入带有储氢有机物的储氢反应罐中进行储氢反应，这种有机液态储氢方式，有机液态氢储存反应时间较长，大大影响了有机液态氢储存的效率；其次，缺乏专有的检测组件，无法有效对制造的储氢进行溶剂中氢气含量检测进而控制是否继续加入氢气，从而无法控制并保证氢气的储存质量，为此，我们提出一种基于智能自动化的有机液态储氢系统用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，包括支架，所述支架的一侧固定卡设有等距离分布的多个储氢反应罐，所述储氢反应罐中设有进料混合机构，所述支架的一侧固定卡设有和储氢反应罐一一对应的检测组件，其中一个所述储氢反应罐的顶端固定安装有和进料混合机构配合使用驱动组件，所述进料混合机构的顶端中部均设有进料支管，所述储氢反应罐的底部均固定卡设有出料管，所述出料管远离储氢反应罐的一侧均设有三通管，所述三通管远离出料管的一端固定安装有第一控料阀。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进料支管远离进料混合机构的一端均通过法兰固定安装有第二控料阀，所述第二控料阀远离进料支管的一侧共同安装有进料总管，所述进料总管的端部通过法兰固定安装有增压泵，所述增压泵远离进料总管的一端固定安装有进料管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进料混合机构包括第一密封轴承，所述第一密封轴承固定卡接在储氢反应罐的顶端中部，所述第一密封轴承的中部固定卡设有中筒，所述中筒的底部一体成型有L型混合筒，所述L型混合筒设有呈环形阵列分布的多个，所述L型混合筒的外壁开设有均匀分布的多个通孔，所述中筒的顶端中部固定卡设有第二密封轴承，所述进料支管底部固定卡接在对应第二密封轴承的中部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述储氢反应罐中固定卡设有第一螺旋加热框。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进料支管的外侧固定套设有支撑架，所述支撑架的底端和储氢反应罐的顶端固定安装。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件包括电机，所述电机的外壁固定安装有机座，所述机座的底端和储氢反应罐的顶端固定安装，所述中筒的顶部穿过储氢反应罐的顶端并固定套设有从动齿轮，所述电机的驱动端固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮和从动齿轮啮合连接。
作为本发明的一种优选技术方案，多个所述中筒的顶部固定套设有皮带轮传动组。
作为本发明的一种优选技术方案，所述出料管和三通管之间固定安装有第三控料阀，所述三通管的顶端固定安装有降压阀，所述第一控料阀远离三通管的一侧固定安装有排料支管，所述排料支管远离第一控料阀的一端固定安装有单向阀，多个所述单向阀远离排料支管的一端固定安装有排料总管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述检测组件包括储料外筒，所述储料外筒的中部固定卡设有等距离分布的多个放氢催化框，所述放氢催化框上开设有均匀分布的多个穿孔，所述储料外筒的顶端中部固定卡设有插管，所述插管的底部穿过多个放氢催化框并延伸至储料外筒的底部，所述插管的顶端通过法兰固定安装有流量控制阀，所述储料外筒的顶端一侧固定卡设有排气管，所述排气管的顶端固定安装有输气管，所述输气管的端部固定安装有气体流量监测仪，所述储料外筒中固定卡设有第二螺旋加热框。
作为本发明的一种优选技术方案，所述降压阀的顶端固定安装有输料管，所述输料管远离降压阀的一端和对应的流量控制阀顶端固定安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.通过设置进料混合机构并配合使用驱动组件，转动的L型混合筒对储氢有机物和加入的氢气进行混合，减小氢气的储存时间，进而有效提升了整个系统的氢气储存效率；
2.通过设置多个带有第一螺旋加热框的储氢反应罐，对储氢反应罐中的储氢有机物进行均匀加热，以便后续储氢有机物和氢气进行反应储存，且能够同时进行大体积的有机液态氢的反应存储，从而提升了整个系统的储氢效果；
3.通过设置一一对应的检测组件，对制造的储氢进行溶剂中氢气含量检测，保证氢气储存质量，进而提升整个系统的氢气储存质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为本发明中储氢反应罐、检测组件的结构示意图，
图3为本发明图2中A处的放大图，
图4为本发明中储氢反应罐和进料混合机构的结构连接示意图，
图5为本发明图4中B处的放大图，
图6为本发明图4中C处的放大图，
图7为本发明中检测组件的结构示意图，
图8为本发明中检测组件的部分结构连接示意图。
图中：1、支架；2、储氢反应罐；21、第一螺旋加热框；3、进料混合机构；4、检测组件；5、驱动组件；6、进料支管；61、第二控料阀；62、进料总管；63、增压泵；64、进料管；601、支撑架；7、出料管；71、第三控料阀；8、三通管；81、降压阀；82、输料管；9、第一控料阀；91、排料支管；10、单向阀；11、排料总管；12、皮带轮传动组；31、第一密封轴承；32、中筒；33、L型混合筒；331、通孔；34、第二密封轴承；51、电机；52、机座；53、从动齿轮；531、驱动齿轮；41、储料外筒；42、放氢催化框；421、穿孔；43、插管；44、流量控制阀；45、排气管；451、输气管；46、气体流量监测仪；47、第二螺旋加热框。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1-8所示，本发明提供了一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，包括支架1，支架1的一侧固定卡设有等距离分布的多个储氢反应罐2，储氢反应罐2中加设有适量的储氢有机物，储氢反应罐2中固定卡设有第一螺旋加热框21，使用时，开启第一螺旋加热框21对储氢反应罐2中的储氢有机物进行均匀加热，直至储氢有机物加热至合适温度，以便后续储氢有机物和氢气进行反应储存；通过设置多个储氢反应罐2，能够同时进行大体积的有机液态氢的反应存储，从而提升了整个系统的储氢效果，储氢反应罐2中设有进料混合机构3，支架1的一侧固定卡设有和储氢反应罐2一一对应的检测组件4，其中一个储氢反应罐2的顶端固定安装有和进料混合机构3配合使用驱动组件5，进料混合机构3的顶端中部均设有进料支管6，储氢反应罐2的底部均固定卡设有出料管7，出料管7远离储氢反应罐2的一侧均设有三通管8，三通管8远离出料管7的一端固定安装有第一控料阀9。
进料支管6远离进料混合机构3的一端均通过法兰固定安装有第二控料阀61，第二控料阀61远离进料支管6的一侧共同安装有进料总管62，进料总管62的端部通过法兰固定安装有增压泵63，增压泵63远离进料总管62的一端固定安装有进料管64，有机液态氢的反应存储时，将氢气通过进料管64进入增压泵63增压至6-7Mpa，进入进料总管62通过第二控料阀61进入对应的进料支管6中，其中，通过控制第二控料阀61，控制对应进料支管6氢气不同流量的流通。
进料混合机构3包括第一密封轴承31，第一密封轴承31固定卡接在储氢反应罐2的顶端中部，第一密封轴承31的中部固定卡设有中筒32，通过设置第一密封轴承31，中筒32可实现在储氢反应罐2的顶端中部进行稳定转动，且保证储氢反应罐2顶端的密封性，中筒32的底部一体成型有L型混合筒33，L型混合筒33设有呈环形阵列分布的多个，L型混合筒33的外壁开设有均匀分布的多个通孔331，中筒32的顶端中部固定卡设有第二密封轴承34，进料支管6底部固定卡接在对应第二密封轴承34的中部；进料支管6的外侧固定套设有支撑架601，支撑架601的底端和储氢反应罐2的顶端固定安装，通过设置支撑架601，提高了进料支管6的稳定性，且通过设置第二密封轴承34，在L型混合筒33进行稳定转动，进料支管6仍能够保证保持角度不变，从而使进入进料支管6中的氢气稳定输送至转动的L型混合筒33中，并进入多个L型混合筒33从多个通孔331均匀排入储氢反应罐2中和储氢有机物充分接触反应，并配合中筒32的稳定转动带动多个L型混合筒33进行稳定转动，从而通过L型混合筒33对储氢有机物和加入的氢气进行混合，减小氢气的储存时间，进而有效提升了整个系统的氢气储存效率。
驱动组件5包括电机51，电机51的外壁固定安装有机座52，机座52的底端和储氢反应罐2的顶端固定安装，通过设置机座52提高了电机51的稳定性，中筒32的顶部穿过储氢反应罐2的顶端并固定套设有从动齿轮53，电机51的驱动端固定安装有驱动齿轮531，驱动齿轮531和从动齿轮53啮合连接，通过控制并开启电机51，带动驱动齿轮531驱动从动齿轮53进行稳定转动，从而驱动对应的中筒32在储氢反应罐2的顶端进行稳定转动；多个中筒32的顶部固定套设有皮带轮传动组12，其中，皮带轮传动组12包括多个和中筒32顶部对应固定套设的皮带轮，以及活动套接在多个皮带轮外侧的传动皮带，通过驱动其中一个中筒32进行稳定转动时，能够驱动多个中筒32同步转动。
出料管7和三通管8之间固定安装有第三控料阀71，通过开启第三控料阀71，反应存储的氢气通过出料管7流入三通管8中，三通管8的顶端固定安装有降压阀81，流入三通管8中的氢气通过降压阀81降压，第一控料阀9远离三通管8的一侧固定安装有排料支管91，排料支管91远离第一控料阀9的一端固定安装有单向阀10，多个单向阀10远离排料支管91的一端固定安装有排料总管11，通过开启第一控料阀9，流入三通管8中合格的储存氢气通过对应排料支管91、单向阀10进入排料总管11集中排出，进行后续加工。
检测组件4包括储料外筒41，储料外筒41的顶端中部固定卡设有插管43，插管43的顶端通过法兰固定安装有流量控制阀44，降压阀81的顶端固定安装有输料管82，输料管82远离降压阀81的一端和对应的流量控制阀44顶端固定安装，降压后的储氢通过输料管82一定量的进入流量控制阀44，并通过插管43进入储料外筒41中；储料外筒41的中部固定卡设有等距离分布的多个放氢催化框42插管43的底部穿过多个放氢催化框42并延伸至储料外筒41的底部，放氢催化框42上开设有均匀分布的多个穿孔421，进入储料外筒41中的储氢从储料外筒41的底部依次和多个放氢催化框42反应进行催化放氢，氢气通过多个穿孔421进入储料外筒41的顶部，储料外筒41的顶端一侧固定卡设有排气管45，排气管45的顶端固定安装有输气管451，输气管451的端部固定安装有气体流量监测仪46，进入储料外筒41顶部的氢气通过排气管45进入气体流量监测仪46进行气体流量检测，从而对该组的储氢进行溶剂中氢气含量检测，从而控制是否在向该组加入氢气，当单位流量储氢中的氢气含量符合标准，不用在向对应的储氢反应罐2中加入氢气，若不符合标准，继续向对应的储氢反应罐2中加入氢气，以保证氢气储存质量，进而提升整个系统的氢气储存质量，储料外筒41中固定卡设有第二螺旋加热框47，在进行催化放氢反应时，可开启第二螺旋加热框47，从而提高催化放氢反应的效率。
工作原理：使用时，向多个储氢反应罐2中加设适量的储氢有机物，并开启第一螺旋加热框21，第一螺旋加热框21对储氢反应罐2中的储氢有机物进行均匀加热，直至储氢有机物加热至合适温度，以便后续储氢有机物和氢气进行反应储存；
随后，将氢气通过进料管64进入增压泵63增压至6-7Mpa，进入进料总管62通过第二控料阀61进入对应的进料支管6中，同时开启电机51，带动驱动齿轮531驱动从动齿轮53进行稳定转动，从而驱动对应的中筒32在储氢反应罐2的顶端进行稳定转动，配合使用皮带轮传动组12驱动多个中筒32同步转动，进入进料支管6中的氢气稳定输送至转动的L型混合筒33中，并进入多个L型混合筒33从多个通孔331均匀排入储氢反应罐2中和储氢有机物充分接触反应，并配合中筒32的稳定转动带动多个L型混合筒33进行稳定转动，从而通过L型混合筒33对储氢有机物和加入的氢气进行混合，减小氢气的储存时间，有效提升了整个系统的氢气储存效率；
当存储反应一段时间后，可对储氢进行氢气含量检测，此时，开启第三控料阀71，反应存储的氢气通过出料管7流入三通管8中，流入三通管8中的氢气通过降压阀81降压，降压后的储氢通过输料管82一定量的进入流量控制阀44，并通过插管43进入储料外筒41中，进入储料外筒41中的储氢从储料外筒41的底部依次和多个放氢催化框42反应进行催化放氢，氢气通过多个穿孔421进入储料外筒41的顶部，进入储料外筒41顶部的氢气通过排气管45进入气体流量监测仪46进行气体流量检测，从而对该组的储氢进行溶剂中氢气含量检测，从而控制是否在向该组加入氢气，当单位流量储氢中的氢气含量符合标准，控制对应第二控料阀61，不用在向对应的储氢反应罐2中加入氢气，若不符合标准，控制对应第二控料阀61继续向对应的储氢反应罐2中加入氢气，以保证氢气储存质量，进而提升整个系统的氢气储存质量；
直至储氢符合标准后，关闭降压阀81，打开第一控料阀9，流入三通管8中合格的储存氢气通过对应排料支管91、单向阀10进入排料总管11集中排出，进行后续加工。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，包括支架(1)，其特征在于：所述支架(1)的一侧固定卡设有等距离分布的多个储氢反应罐(2)，所述储氢反应罐(2)中设有进料混合机构(3)，所述支架(1)的一侧固定卡设有和储氢反应罐(2)一一对应的检测组件(4)，其中一个所述储氢反应罐(2)的顶端固定安装有和进料混合机构(3)配合使用驱动组件(5)，所述进料混合机构(3)的顶端中部均设有进料支管(6)，所述储氢反应罐(2)的底部均固定卡设有出料管(7)，所述出料管(7)远离储氢反应罐(2)的一侧均设有三通管(8)，所述三通管(8)远离出料管(7)的一端固定安装有第一控料阀(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述进料支管(6)远离进料混合机构(3)的一端均通过法兰固定安装有第二控料阀(61)，所述第二控料阀(61)远离进料支管(6)的一侧共同安装有进料总管(62)，所述进料总管(62)的端部通过法兰固定安装有增压泵(63)，所述增压泵(63)远离进料总管(62)的一端固定安装有进料管(64)。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述进料混合机构(3)包括第一密封轴承(31)，所述第一密封轴承(31)固定卡接在储氢反应罐(2)的顶端中部，所述第一密封轴承(31)的中部固定卡设有中筒(32)，所述中筒(32)的底部一体成型有L型混合筒(33)，所述L型混合筒(33)设有呈环形阵列分布的多个，所述L型混合筒(33)的外壁开设有均匀分布的多个通孔(331)，所述中筒(32)的顶端中部固定卡设有第二密封轴承(34)，所述进料支管(6)底部固定卡接在对应第二密封轴承(34)的中部。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述储氢反应罐(2)中固定卡设有第一螺旋加热框(21)。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述进料支管(6)的外侧固定套设有支撑架(601)，所述支撑架(601)的底端和储氢反应罐(2)的顶端固定安装。
6.根据权利要求3所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述驱动组件(5)包括电机(51)，所述电机(51)的外壁固定安装有机座(52)，所述机座(52)的底端和储氢反应罐(2)的顶端固定安装，所述中筒(32)的顶部穿过储氢反应罐(2)的顶端并固定套设有从动齿轮(53)，所述电机(51)的驱动端固定安装有驱动齿轮(531)，所述驱动齿轮(531)和从动齿轮(53)啮合连接。
7.根据权利要求3所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：多个所述中筒(32)的顶部固定套设有皮带轮传动组(12)。
8.根据权利要求1所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述出料管(7)和三通管(8)之间固定安装有第三控料阀(71)，所述三通管(8)的顶端固定安装有降压阀(81)，所述第一控料阀(9)远离三通管(8)的一侧固定安装有排料支管(91)，所述排料支管(91)远离第一控料阀(9)的一端固定安装有单向阀(10)，多个所述单向阀(10)远离排料支管(91)的一端固定安装有排料总管(11)。
9.根据权利要求8所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述检测组件(4)包括储料外筒(41)，所述储料外筒(41)的中部固定卡设有等距离分布的多个放氢催化框(42)，所述放氢催化框(42)上开设有均匀分布的多个穿孔(421)，所述储料外筒(41)的顶端中部固定卡设有插管(43)，所述插管(43)的底部穿过多个放氢催化框(42)并延伸至储料外筒(41)的底部，所述插管(43)的顶端通过法兰固定安装有流量控制阀(44)，所述储料外筒(41)的顶端一侧固定卡设有排气管(45)，所述排气管(45)的顶端固定安装有输气管(451)，所述输气管(451)的端部固定安装有气体流量监测仪(46)，所述储料外筒(41)中固定卡设有第二螺旋加热框(47)。
10.根据权利要求9所述的一种基于智能自动化的有机液态储氢系统，其特征在于：所述降压阀(81)的顶端固定安装有输料管(82)，所述输料管(82)远离降压阀(81)的一端和对应的流量控制阀(44)顶端固定安装。
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