CN116997743A - 用于热压缩气体的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于热压缩气体的系统,其特征在于,该系统包括源(1)、目标(2)和至少一组储存器(3),每组储存器包括至少两个储存器(3),该系统包括用于加热每个储存器的内容物的加热装置(4)和用于冷却每个储存器的内容物的冷却装置(5),每个组还包括:‑传递装置(6a,6b),该传递装置允许气体从源直接传递到每个储存器并且从每个储存器直接传递到目标,和‑对于该组的每个储存器(3),双向传递装置(7),该双向传递装置允许气体在该组的该储存器(3)与至少一个其他储存器(3)之间直接传递。本发明还涉及一种用于在根据本发明的系统的至少一组的多个储存器(3)中热压缩气体的循环方法。
Description
技术领域
本发明属于气体压缩领域。本发明涉及一种用于热压缩气体特别是二氢的系统。
背景技术
在用于货物和乘客的移动性和运输的低碳解决方案的强劲增长的背景下,二氢似乎是有前景的燃料。其与车辆中的燃料电池和电动机结合使用可代表化石燃料的替代物或代表通常用于为电动机供电的蓄电池的使用的替代物。
由于其低密度,二氢在可用作燃料之前必须被压缩至约700巴的压力。它通常以200巴的压力输送到服务站,然后在压缩机中现场压缩至范围为450巴至1000巴的压力。
该压缩机通常是机械压缩机,具有若干个缺点。运动部件导致氢泄漏。不润滑活塞,因为这会将杂质引入二氢中,这会损坏燃料电池,因此它们很快磨损。另外,这些压缩机消耗电力,这代表显著的成本并且使二氢的环境平衡恶化。最后但并非最不重要的是,机械压缩机产生高水平的噪声污染,这在城市服务站处尤其成问题。
响应于这些问题,已经开发了热化学金属氢化物压缩机。金属粉末吸收低压的二氢以形成金属氢化物。然后加热这些氢化物,从而释放高压的二氢。理想的是,这些压缩机在20巴和500巴之间进行操作。在该操作范围之外,难以找到能够以与工业标准相容的温度水平压缩的金属粉末。具体地,对于非常高的压力水平,与消耗出口压力和入口压力之间的大约比率的能量的机械压缩机相比,进一步增大压力所需的能量过大。因此,热化学压缩机可以与机械压缩机组合以达到最终压力级。
另选地,热力压缩机是可用的。US20120028140提出了一种压缩机,该压缩机包括串联连接的多个储存器,其中通过加热上游储存器而使两个连续储存器之间的压力上升。这种方法不能实现高流速并且消耗太多能量。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种节能压缩机,特别是用于超过500巴的压力,而没有与机械压缩机相关的磨损、功率消耗、噪声和泄漏的问题。
本发明的目的是通过提出一种用于热压缩气体的循环方法来至少部分地响应于前述目的,其中一组的若干个储存器执行循环,在该循环期间,它们执行与一个储存器或一系列较热储存器接触的压力上升,然后执行压力下降以便使其他较冷却储存器的压力升高。为此,提出了用于在根据本发明的系统的至少一个组的多个储存器中热压缩气体的循环方法,对于每个组的每个储存器,每个循环包括以下步骤:
-冷却容纳在储存器中的气体并将气体从源传递到储存器,
-将气体从供体储存器传递到所述储存器,所述供体储存器是在其气体处于比所述储存器的气体高的压力和温度的所述组的储存器中其气体处于最低压力的一个储存器,直到所述储存器中的压力和所述供体储存器中的压力均衡,如果必要,只要存在其气体处于比所述储存器的气体高的压力和温度的所述组的另一个储存器,重复所述步骤,
-加热容纳在储存器中的气体并将气体从储存器传递到目标,
-将气体从所述储存器传递到接收储存器,所述接收储存器是在其气体处于比所述储存器的气体低的压力和温度的所述组的储存器中其气体处于最高压力的一个储存器,直到所述储存器中的压力和所述接收储存器中的压力均衡,如果必要,只要存在其气体处于比所述储存器的气体低的压力和温度的所述组的另一个储存器,重复所述步骤,
对于所述组的每个储存器,冷却容纳在储存器中的气体并将气体从源传递到所述储存器的步骤相继进行。
由于这些布置,可以通过热压缩将气体压缩至高压,因此避免了噪声和机械部件磨损的问题。该方法是特别节能的,因为随着压力下降,用于使一个储存器中的压力升高的热量用于压缩其他储存器的内容物,并且压缩可以级联发生。
根据另外的特征:
-所述方法可以在两组的多个储存器中进行,由此可以依次发生冷却容纳在一个储存器中的气体并且将气体从源传递到一组储存器中的一个储存器然后传递到另一组储存器中的一个储存器的步骤,从而优化该方法,并且特别地使得能够连续地供给系统并产生压缩气体,
-在将气体从其气体处于较高压力和温度的同一组的供体储存器传递到所述储存器的步骤期间,可将所传递的气体冷却以降低所述储存器的内容物的温度上升,从而维持压力上升的储存器与压力下降的储存器之间的温差,该温差使得能够优化所述储存器中的气体的压缩,
-每组储存器可以包括至少三个储存器,优选地至少四个储存器,并且两个传递步骤可以各自重复至少两次,优选地至少三次,使得气体能够经受若干压力级,并且因此针对给定温差实现较大压力上升,
-所述方法还可以包括在将气体从源传递到储存器之前在金属氢化物压缩机中的气体压缩步骤,因此结合了提供氢化物压缩机的优点的初始压缩,随后在高压值使得氢化物压缩机不太适合时进行热压缩,
-在冷却容纳在第一储存器中的气体的步骤期间,热量可以从所述第一储存器提取并且用于再加热容纳在第二储存器中的气体的步骤中,因此优化该方法的能量消耗,
-将气体从源传递到第一储存器的步骤可与将气体从第二储存器传递到接收储存器或目标的步骤同时发生,因此优化循环,其中若干个不同步骤在系统或甚至同一组的若干个不同储存器中同时发生。
本发明还涉及一种用于热压缩气体的系统,其特征在于,所述系统包括源、目标和至少一组储存器,每组储存器包括至少两个储存器,所述系统包括加热每个储存器的内容物的装置和冷却每个储存器的内容物的装置,每个组还包括:
-用于将气体从所述源直接传递到每个储存器并且从每个储存器直接传递到所述目标的传递装置,和
-对于所述组的每个储存器,双向传递装置使得气体能够在所述组的所述储存器与至少一个其他储存器之间直接传递。
由于这些布置,可以通过热压缩将气体压缩至高压,因此避免了噪声和机械部件磨损的问题,同时实现了节能过程。
根据另外的特征:
-所述气体可以是二氢,这是本发明的一个相关实施方案,因为二氢经常需要被压缩至高压以便可用,特别是在运输中;它还可以是例如N2、O2、CH4或氦气,
-所述系统可以包括两组储存器,因此优化其操作,并且特别地使得能够连续地供应系统并产生压缩气体,
-所述系统在每个组中可以包括至少三个储存器,优选地至少四个储存器,使得能够对气体施加若干压力级,并且因此对于给定温差实现较大压力上升,
-加热装置可包括废热源,诸如生物质二氢生产设备或电解糟,使得所产生的热能够被回收,从而降低系统消耗的能量成本,
-冷却装置可包括致命冷源,诸如液氮存储装置或来自冷冻水回路的回流,因此回收可用的冷量并降低系统消耗的能量,
-源可以包括来自液态二氢存储储存器的蒸发气体出口,使得冷二氢能够供应到待由源供给的储存器,并且因此实现特别有效的第一压缩级,
-同一组中的所有储存器可具有相同的气体,从而简化系统。
附图说明
通过阅读下面的详细描述并参考附图,将更好地理解本发明,其中:
[图1]图1是根据本发明的一个实施方案的热气体压缩系统的示意图,
[图2]图2是如图1所述的热气体压缩过程中涉及的步骤的示意图,
[图3]图3是根据本发明的优选实施方案的热气体压缩过程的第一阶段的示意图,
[图4]图4是完成图3中开始的过程的步骤的示意图。
具体实施方式
图1所示的热气体压缩系统包括源1、目标2和一组或多组储存器3。
根据本发明的系统使得气体能够从气体处于压力P0的源1压缩至压力P目标。
本发明所涉及的气体优选地为二氢。然而,它也可以是任何其他气体,诸如氧气或氮气。
储存器3能够以密封方式容纳一定体积的所述气体。在一组内,储存器3优选地全部具有相同的体积,例如50升。
热压缩系统包括用于加热每个储存器3的内容物的装置4和用于冷却每个储存器的内容物的装置5。加热装置4和冷却装置5使传热流体与每个储存器3的内容物接触。如果传热流体比储存器3的内容物热或冷,则其可用于加热或冷却所述内容物。
加热装置4也可以是浸没在储存器中的电阻器。
加热器4可以连接到电解槽或生物质二氢生产单元。因此,如果气体是二氢,则产生该二氢的热量可以在热压缩系统中回收。根据系统安装的位置,其他本地可用的废热源可以连接到加热系统以减少能量成本。例如,这可以是废物收集站点,或产生热量的任何其他工业站点。
热压缩系统还包括用于将气体从源1直接传递到一组的每个储存器3的传递装置6a,以及用于将气体从一组的每个储存器3直接传递到目标2的传递装置6b。在此处,直接传递是指不通过同一组或另一组的另一个储存器3或通过源1或目标2的传递。
最后,热压缩系统包括双向传递装置(7),该双向传递装置使得气体能够从一组中的每个储存器直接传递到同一组中的每个其他储存器。在此处,直接传递是指既不穿过同一组或另一组的另一个储存器3或也不穿过源1或目标2的传递。因此,考虑到同一组的任何一对储存器3,可以沿两个方向在这些两个储存器3之间直接传递气体。
本发明涉及一种用于在至少一组中的多个储存器3中热压缩气体的循环方法。对于每组的每个储存器3a,每个循环包括以下步骤:
-将容纳在储存器3a中的气体冷却至冷温度T1,并将气体从源1传递到储存器3a。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P0且温度为T1的气体。
-将气体从另一供体储存器3传递到所述储存器3a。供体储存器3是在其气体处于比容纳在所述储存器3a中的气体高的压力和温度的同一组的储存器3中其气体处于最低压力的一个储存器。当双向传递装置7在储存器3a和供体储存器3之间打开时,自动发生传递,直到储存器3a中的压力和供体储存器3中的压力均衡。在该步骤期间,容纳在所述储存器3a中的气体被压缩。在第一次发生该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P1且温度为T1的气体。该步骤可以重复若干次,只要存在其气体处于比容纳在所述储存器3a中的气体高的压力和温度的所述组的另一个储存器3。例如,如果该组包括三个储存器3,则该步骤可以重复两次,或者如果该组包括四个储存器3,则该步骤可以重复三次。每当重复该步骤时,储存器3a上升一个压力级。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为PK且温度为T1的气体,其中K等于传递步骤的重复次数。
-将容纳在储存器3a中的气体加热至热温度T2,使得能够建立最终压力级,并且将气体从所述储存器3a传递到目标2。在该阶段结束时,储存器3a容纳压力为PK+1且温度为T2的气体。压力PK+1接近或等于压力P目标。
-将气体从所述储存器3a传递到另一个接收储存器3。接收储存器3是在其气体处于比所述储存器3a中的气体低的压力和温度的同一组的储存器3中其气体处于最高压力的一个储存器。当双向传递装置7在储存器3a和接收储存器3之间打开时,自动发生传递,直到所述储存器3a中的压力和所述接收储存器3中的压力均衡。在第一次发生该步骤结束时,储存器3a容纳压力接近或等于PK且温度为T2的气体。该步骤可以重复若干次,只要存在其气体处于比储存器3a中的气体低的压力和温度的一组中的另一个储存器3。例如,如果该组包括三个储存器3,则该步骤可以重复两次,或者如果该组包括四个储存器3,则该步骤可以重复三次。该步骤的每次重复使得储存器3a能够将同一组中的另一个储存器3升高一个压力级。在该步骤及其重复结束时,储存器3a容纳压力接近或等于P1且温度为T2的气体。
如果该组中的所有储存器3具有相同的体积,则还可以在每个阶段确定储存器3中的气体量:
-在源1冷却和传递步骤结束时,储存器3a容纳n0摩尔气体,
-在发生一次从供体储存器3到所述储存器3a的传递步骤结束时,所述储存器3a容纳n1摩尔气体,
-在从一个或多个供体储存器3到所述储存器3a的整个传递步骤结束时,所述储存器3a容纳nK摩尔气体,
-在加热步骤和传递到目标2结束时,储存器3a容纳nK-1摩尔气体,
-在发生一次从所述储存器3a到接收储存器3的传递步骤结束时,所述储存器3a容纳nK-2摩尔气体,
-在从所述储存器3a到一个或多个接收储存器的整个传递步骤结束时,所述储存器3a容纳n-1摩尔气体。
对于所述组的每个储存器3,而不是同时对于若干个储存器3,冷却容纳在储存器中的气体并将气体从源传递到所述储存器3a的步骤相继进行。以这种方式,该组的储存器3各自依次通过该步骤,然后同时进行相同的循环,每个储存器相对于其他储存器具有时间滞后。
在该过程中,通过打开两个储存器3之间的传递装置来热压缩气体,其中气体被最大程度压缩的储存器3允许另一个储存器中的气体建立压力。接收气体的储存器处于冷态,而输送气体的储存器处于暖态。这确保了,在两个储存器中的气体的摩尔量相等的情况下,热储存器具有更高的压力并且可以给出气体并且增大冷储存器中的压力。在每个循环期间,每个储存器3因此在冷状态下进行压力建立,随后在热状态下进行压力下降。因此,在储存器3随后进行的循环期间,其仅需要被再加热和冷却一次。
优选地,在将气体从其气体处于较高压力和温度的同一组的另一个储存器3传递到所述储存器的步骤期间,冷却所传递的气体。这保持接收热气体的储存器3中的冷却温度,因此保持与其他热储存器3的温差。可以在到达储存器3之前来冷却所传递的气体,例如在两个储存器3之间的双向传递装置7中。另选地,可以在其到达储存器3之后,通过冷却储存器3的整个内容物例如通过冷却装置5来冷却所传递的气体。在本发明的优选实施方案中,将储存器3的冷却至冷温度T1的内容物保持在冷温度T1直至再加热步骤。类似地,储存器3的再加热至热温度T2的内容物优选地保持在热温度T2直至冷却步骤。这确保了当热储存器3连接到冷储存器3以建立后者的压力时,T1和T2之间的温差总是可用的。
在本发明的优选实施方案中,将气体从源1传递到第一储存器3a、……、3h的步骤与将气体从第二储存器3a、……、3h传递到接收储存器3或目标2的步骤同时发生。因此,当系统中的一些储存器3执行某些步骤时,其他储存器3执行其他工艺步骤,从而节省时间。
为了优化根据本发明的方法的能量消耗,在冷却容纳在第一储存器3a、……、3h中的气体的步骤期间,可以在加热容纳在第二储存器3a、……、3h中的气体的步骤中使用从所述第一储存器3a、……、3h提取的热量。例如,传热流体可从第一储存器3a、……、3h循环至第二储存器3a、……、3h。
一组储存器3包括至少两个储存器3,例如三个储存器,优选地四个储存器3。根据将气体从源1处的压力P0压缩至目标2处的期望压力P目标所需要的级数来选择储存器3的数量以及其他系统参数。待调节的其他参数包括储存器3的体积以及储存器3被加热和冷却的温度T1和T2。有利的是在一组中具有偶数个储存器3。这确保了在每个工艺步骤中,工艺步骤中的一个工艺步骤发生在每个储存器3中。
该系统可包括单组储存器3,但优选地两组储存器3。实际上,上述循环中的步骤总数(包括第二步骤和第四步骤的重复)等于一组中储存器3的数量的两倍。当系统包括单个组时,因此仅一半的步骤可由储存器3中的一个储存器同时执行。具体地,从源1到目标2的气体传递阶段对于单个组不在循环的每个阶段发生。因此,可以具有并行操作的两组,使得气体能够在循环的每个阶段从源1传递到系统的储存器3中的一个储存器,并且从系统的储存器3中的一个储存器传递到目标2。每个组中的储存器的数量可以不同,但是为了获得两个组的上述优点,两个组必须具有偶数或奇数个储存器。
在一个具体实施方案中,可以提供附加储存器3以实现多级加热和冷却。这在加热阶段和冷却阶段比传递阶段花费更长时间的情况下是有用的;通常,如果这些阶段花费的时间是传递阶段的两倍,则在两个阶段中进行加热和冷却可能是有用的。
根据另一具体设计,可提供最初在第一源压力P0与目标压力P1之间操作的设备。然后,在第二阶段中,部分气体可以压力P1被取出并以压力P1用作源。然后该装置将压力升高到P2。这可以持续直到最终达到目标压力所需的时间。
在本发明的优选实施方案中,源气体压力P0介于400巴与600巴之间,例如来自金属氢化物压缩机,并且目标气体压力P目标介于800巴与1000巴之间。在这种配置中可以使用两组四个储存器3,其中在一个储存器3a中的压力建立例如在以下阶段中发生:在源处为500巴,然后在从另一个热储存器3的三个传递阶段之后的560巴、635巴,725巴,然后当储存器3a被再加热时最终阶段导致810巴。优选地,气体冷却温度T1和再加热温度T2分别介于280K与310K之间,例如293.15K,并且介于360K与390K之间,例如373.15K。当然,这些温度可以与其他压力值结合使用。
为了优化能量消耗,冷却温度T1可以尽可能低,即环境温度或现场可获得的最低冷源的温度。例如,如果现场可获得液氮,或来自冷冻水回路的回流,或其他冷流体,则可使用这些。
另选地,源1可连接到温度为15K的液体二氢存储装置(蒸发气体)的蒸发器气体出口,从而使得冷二氢能够供应到待由源供给的储存器。
根据本发明的系统对于小规模设备是特别有利的,例如在目标2处的气体输出介于1kg/小时与5kg/小时之间。
在压力/温度方面的其他应用是可能的:
-连接到液体二氢存储装置(蒸发气体)的蒸发气体出口的源:
-源1处的压力P0:在0.5巴与2巴之间,
-目标2处的压力P目标:在5巴与50巴之间,
-冷却温度T1:在15K与300K之间,
-加热温度T2:在300K与400K之间。
-连接到由工业设备共同产生的致命二氢的输出的源:
-源1处的压力P0:在0.5巴与3巴之间,
-目标2处的压力P目标:在20巴与500巴之间,
-冷却温度T1:在253K与353K之间,
-加热温度T2:在353K与1000K之间。
-连接到低温电解槽的源:
-源1处的压力P0:在1巴与50巴之间,
-目标2处的压力P目标:在2巴与200巴之间,
-冷却温度T1:在253K与293K之间,
-加热温度T2:在333K与393K之间。
-连接到高温电解槽的源:
-源1处的压力P0:在1巴与30巴之间,
-目标2处的压力P目标:在2巴与200巴之间,
-冷却温度T1:在253K与293K之间,
-加热温度T2:在333K与1073K之间。
-连接到热化学压缩机的源,例如用金属氢化物:
-源1处的压力P0:在200巴与500巴之间,
-目标2处的压力P目标:在400巴与1000巴之间,
-冷却温度T1:在253K与293K之间,
-加热温度T2:在353K与423K之间。
-连接到气缸出口的源:
-源1处的压力P0:在50巴与500巴之间,
-目标2处的压力P目标:在100巴与1000巴之间,
-冷却温度T1:在253K与293K之间,
-加热温度T2:在353K与500K之间。
-连接到生物质二氢生产单元的源:
-源1处的压力P0:在1巴与5巴之间,
-目标2处的压力P目标:在2巴与50巴之间,
-冷却温度T1:在253K与293K之间,
-加热温度T2:在353K与1073K之间。
图2示出了实施方案的示例,其中根据本发明的系统包括一组两个储存器3a、3b。储存器3a、3b的体积相等。在图2中,箭头示出了气体流动。在气体传递已经完成之后记录每个储存器的状态。
该循环包括四个阶段:
-步骤A:
-将容纳在储存器3a中的气体加热至温度T2,并且该气体的一部分被传递到目标2。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P2=P目标且温度为T2的n0摩尔气体。
-将储存器3b中的气体冷却至温度T1,并且将气体从源1传递到储存器3b。在该步骤结束时,储存器3b容纳压力为P0且温度为T1的n0摩尔气体。
-步骤B:
-双向传递装置7在储存器3a和储存器3b之间打开,从而将气体从储存器3a传递到储存器3b。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P1且温度为T2的n-1摩尔气体,并且储存器3b容纳压力为P1且温度为T1的n1摩尔气体。
步骤C和步骤D与步骤A和步骤B相同,其中储存器3a和储存器3b交换。在步骤D结束时,循环可以在步骤A处重新开始。
图3和图4示出了实施方案的示例,其中根据本发明的系统包括两组四个储存器3a至3d和储存器3e至3h。储存器3a至3d的体积相等。储存器3e至3h的体积相等。在图3和图4中,箭头示出了气体流动。在气体传递已经完成之后记录每个储存器的状态。
该循环由八个步骤A至H组成。我们将描述储存器3a所遵循的循环:
-步骤A:将容纳在储存器3a中的气体冷却至温度T1,并且将气体从源1传递到储存器3a。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P0且温度为T1的n0摩尔气体。
-步骤B:双向传递装置7在储存器3a和储存器3b之间打开,从而使得气体从储存器3b传递到储存器3a。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P1且温度为T1的n1摩尔气体。
-步骤C:双向传递装置7在储存器3a和储存器3d之间打开,从而使得气体从储存器3d传递到储存器3a。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P2且温度为T1的n2摩尔气体。
-步骤D:双向传递装置7在储存器3a和储存器3c之间打开,从而使得气体从储存器3c传递到储存器3a。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P3且温度为T1的n3摩尔气体。
-步骤E:将容纳在储存器3a中的气体加热至温度T2,并且该气体的一部分被传递到目标2。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P4=P目标且温度为T2的n2摩尔气体。
-步骤F:双向传递装置7在储存器3a和储存器3b之间打开,从而使得气体从储存器3a传递到储存器3b。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P3且温度为T2的n1摩尔气体。
-步骤G:双向传递装置7在储存器3a和储存器3d之间打开,从而使得气体从储存器3a传递到储存器3d。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P2且温度为T2的n0摩尔气体。
-步骤H:双向传递装置7在储存器3a和储存器3c之间打开,从而使得气体从储存器3a传递到储存器3c。在该步骤结束时,储存器3a容纳压力为P1且温度为T2的n-1摩尔气体。在步骤H结束时,循环可以在步骤A处重新开始。
所有储存器3a至3h遵循上述循环,当然在每个传递阶段与相关储存器3交换:
-储存器3b在步骤C处开始上述循环,
-储存器3c在步骤G处开始上述循环,
-储存器3d在步骤E处开始上述循环,
-储存器3e在步骤B处开始上述循环,
-储存器3f在步骤D处开始上述循环,
-储存器3g在步骤H处开始上述循环,
-储存器3h在步骤F处开始上述循环,
系统中两组的存在意味着,在循环的每个阶段期间,储存器3接收来自源1的气体并且储存器3将气体发送到目标2。例如,在步骤A中,第一组储存器3的储存器3d将气体发送到目标2,在步骤B中,第二组储存器3的储存器3h,然后在步骤C中,第一组储存器3的储存器3c,等等。另一方面,在步骤A中,第一组储存器3的储存器3a接收来自源1的气体,在步骤B中,第二组储存器3的储存器3e,然后在步骤C中,第一组储存器3的储存器3b,等等。
考虑到该示例,并且在两个传递阶段的持续时间内执行加热阶段和冷却阶段,这导致提供十个储存器3而不是八个储存器。然后,十个储存器形成单个组,并且每个储存器3可以通过双向传递装置连接到十个储存器中的另外三个储存器3;当然,每个储存器3还必须通过传递装置连接到源和目标。
尽管以上描述基于特定实施方案,但其决不限制本发明的范围,并且可作出修改,尤其是通过技术等效物的替代或通过以上开发的特征中的全部或一些的不同组合。
Claims (14)
1.一种用于在至少一组储存器(3)的多个储存器(3)中热压缩气体的循环方法,对于所述多个储存器(3)的每个储存器(3a,……,3h),每个循环包括以下步骤:
-冷却容纳在所述储存器(3a,……,3h)中的所述气体并将气体从所述源(1)传递到所述储存器(3a,……,3h),
-将气体从供体储存器(3)传递到所述储存器(3a,……,3h),所述供体储存器(3)处于比同一组的所述储存器(3a,……,3h)的所述气体高的压力和温度,优选地,所述供体储存器(3)是在其气体处于比所述储存器(3a,……,3h)的所述气体高的压力和温度的所述组的所述储存器(3)中其气体处于最低压力的一个储存器,直到所述储存器(3a,……,3h)中的压力和所述供体储存器(3)中的压力均衡,如果必要,只要存在其气体处于比所述储存器(3a,……,3h)中的所述气体高的压力和温度的所述组的另一个储存器(3),重复所述步骤,
-加热容纳在所述储存器(3a,……,3h)中的所述气体并将气体从所述储存器(3a,……,3h)传递到目标(2),
-将气体从所述储存器(3a,……,3h)传递到接收储存器(3),所述接收储存器(3)处于比来自所述储存器(3a,……,3h)的所述气体低的压力和温度,优选地,所述接收储存器(3)是在其气体处于比来自所述储存器(3a,……,3h)的所述气体低的压力和温度的所述组的所述储存器(3)中其气体处于最高压力的一个储存器,直到所述储存器(3a,……,3h)中的压力和所述接收储存器(3)中的压力均衡,如果必要,只要存在其气体处于比所述储存器(3a,……,3h)中的所述气体低的压力和温度的所述组的另一个储存器(3),重复所述步骤,
对于所述组的每个储存器(3),冷却容纳在所述储存器(3a,……,3h)中的所述气体并将气体从所述源传递到所述储存器(3a,……,3h)的步骤相继进行。
2.根据前述权利要求所述的方法,其中在将气体从其气体处于较高压力和温度的同一组的供体储存器(3)传递到所述储存器(3)的步骤期间,将所传递的气体冷却以降低所述储存器(3)的内容物的温度上升。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法,还包括在将气体从所述源(1)传递到储存器之前在金属氢化物压缩机中的气体压缩步骤。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中在冷却容纳在第一储存器(3a,……,3h)中的所述气体的步骤期间,从所述第一储存器(3a,……,3h)提取热量,并且将所述热量用于再加热容纳在第二储存器(3a,……,3h)中的所述气体的步骤中。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中同时进行至少两个气体传递步骤,第一个步骤涉及来自所述源、所述目标和储存器中的两个实体,第二个步骤涉及所述第一个步骤不涉及的两个实体。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中将气体从所述源(1)传递到第一储存器(3)的所述步骤与将气体从第二储存器(3)传递到接收储存器(3)或所述目标(2)的所述步骤同时发生。
7.一种被构造成实施根据权利要求5所述的用于热压缩气体的方法的系统,所述系统包括源(1)、目标(2)和至少一组储存器(3),每组储存器包括至少两个储存器(3),所述系统还包括用于加热每个储存器的内容物的装置(4)和用于冷却每个储存器的内容物的装置(5),每个组还包括:
-用于将气体从所述源(1)直接传递到每个储存器(3)并且从每个储存器(3)直接传递到所述目标(2)的传递装置(6a,6b),和
-对于所述组的每个储存器(3),双向传递装置(7)使得气体能够在所述组的所述储存器(3)与至少一个其他储存器(3)之间直接传递。
8.根据前述权利要求所述的系统,其中所述气体是二氢。
9.根据权利要求7至8中的一项所述的系统,包括两组储存器(3)。
10.根据权利要求7至9中的一项所述的系统,其中在每一组中具有至少三个储存器(3),优选地至少四个储存器。
11.根据权利要求7至10中的一项所述的系统,其中所述加热装置(4)包括废热源,例如生物质二氢生产设备或电解槽。
12.根据权利要求7至11中的一项所述的系统,其中所述冷却装置(5)包括致命冷源,例如液氮存储装置或来自冷冻水回路的回流。
13.根据权利要求7至12中的一项所述的系统,其中所述源(1)包括来自液体二氢存储装置的蒸发气体出口。
14.根据权利要求7至13中的一项所述的系统,其中一组中的所有储存器(3)具有相同的体积。
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