CN213089442U - 一种油热式固态氢气储运系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种油热式固态氢气储运系统，包括固态储氢罐和换热器，固态储氢罐内装有储氢材料，所述固态储氢罐通过输油管和回油管与换热器之间构成导热油循环管路，所述输油管上依次设有储油罐、循环泵和三通阀，所述三通阀上还连接有一支路管，所述支路管两端分别连接于所述三通阀和所述回油管上，所述储油罐内装有导热油，所述储油罐端部还设有用于对导热油加热的加热器，本实用新型的有益效果为：该固态氢气储运系统通过储氢材料吸收氢气，并以金属氢化物的形式存储氢气，氢气存储压力小，储运方便安全。且该固态氢气储运系统能准确高效地通过导热油控制固态储氢罐内的储氢材料的温度，从而控制氢气的吸收存储。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢燃料电池加氢技术领域，尤其涉及一种油热式固态氢气储运系统。
背景技术
目前应用最广泛的储运氢方式是采用高压气态长管拖车储运氢气，其优点是氢气加注与释放方便，技术较为成熟。这种车总重约26吨，储氢最高压力20 MPa，总储氢量较少，约200~400千克氢气/车。氢气充装时，需要将低压氢气经过多级压缩至20MPa甚至更高，这个过程不仅需要昂贵的氢气压缩设备，而且能耗较大。此外，高压储运氢本身存在着易泄漏、易爆炸的危险，整个工艺环节都必须有超高要求的安全措施。
实用新型内容
有鉴于此，为降低储氢压力、使氢气储运过程方便安全，本实用新型提供一种油热式固态氢气储运系统，包括固态储氢罐和换热器，所述固态储氢罐内装有储氢材料，所述固态储氢罐上设有输油管、回油管以及输氢管，所述输油管和回油管均连接于所述换热器上，从而构成导热油循环管路，所述输油管上依次设有储油罐、循环泵和三通阀，所述三通阀上还连接有一支路管，所述支路管两端分别连接于所述三通阀和所述回油管上，所述储油罐内装有导热油，所述储油罐端部还设有用于对导热油加热的加热器，所述循环泵用于使输油管中的导热油循环流动，所述加热器和所述换热器分别用于提高和降低所述导热油的温度从而控制固态储氢罐内储氢材料的温度，所述输氢管用于输入所述固态储氢罐内的氢气。
进一步地，所述固态储氢罐固定于固态储氢车上。
进一步地，所述固态储氢罐上设有三个截止阀，所述输油管、回油管以及输氢管分别连接于三个截止阀上。
进一步地，所述输油管、回油管上分别设有一导热油软管，所述输氢管上设有一氢气软管。
进一步地，所述回油管上设有一导热油流量控制阀。
进一步地，所述输氢管上设有氢气流量控制阀和氢气流量计。
进一步地，所述输油管、回油管以及储油罐外均包裹有隔热层，隔热层能防止热量散失且防止烫伤工作人员。
本实用新型一种油热式固态氢气储运系统的有益效果为：（1）该固态氢气储运系统的固态储氢罐内装有储氢材料，储氢材料吸收氢气，并以金属氢化物的形式存储氢气，氢气存储压力小，储运方便安全。（2）固态氢气储运系统的固态储氢罐上连接有带有加热器的储油管以及换热器，加热器和换热器能及时高效的升高和降低导热油的温度，因此固态氢气储运系统能准确高效控制固态储氢罐内的镁合金材料的温度，从而控制氢气的吸收。
附图说明
图1是本实用新型一种油热式固态氢气储运系统充装氢气时的结构图。
图中：1-固态储氢罐，11-固态储氢车，2-储油罐，21-输油管，22-加热器，23-循环泵，3-换热器，31-回油管，32-导热油流量控制阀，4-三通阀，41-支路管，5-输氢管，51-氢气流量控制阀，52-氢气流量计，6-截止阀，7-导热油软管，8-氢气软管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本实用新型的一种油热式固态氢气储运系统，包括固态储氢罐1和换热器3，所述固态储氢罐1固定于固态储氢车11上，所述固态储氢罐1内装有装填有储氢材料，所述储氢材料具有多种，例如钛、镁、钒、铌、锆等金属合金，不同储氢材料的吸、放氢气温度不同，本实施例中，所述储氢材料选用镁合金材料，镁合金材料在120~300℃的温度条件下能发生吸氢反应，吸收大量的氢气，并与氢气生成金属氢化物，且吸氢反应会放出为大量热。
所述固态储氢罐1上设有三个截止阀6，三个截止阀6上分别连接输油管21、回油管31和输氢管5，所述输油管21和回油管31均连接于所述换热器3上，从而构成导热油循环回路，优选地，所述换热器3为风冷式换热器，风冷式换热器上设有风扇，启动风扇即可冷却流经换热器3的导热油的温度，所述输油管21上还依次设有储油罐2、循环泵23和三通阀4，所述三通阀4上还连接有一支路管41，所述支路管41两端分别连接于所述三通阀4和所述回油管31上。
所述储油罐2内装有导热油，且储油罐2端部还设有一加热器22，优选地，所述加热器22为电加热器，所述加热器22用于对储油罐2内的导热油加热，使其温度升高，所述换热器3用于降低经过它的导热油的温度，所述循环泵23用于使储油罐2内的导热油在输油管21、回油管31、固态储氢罐1、储油罐2、换热器3和支路管41中循环，从而通过导热油控制固态储氢罐1内储氢材料的温度，所述三通阀4用于控制输油管21内导热油向支路管41或换热器3的流向且控制二者流向的比例，所述输氢管5与氢气源连接，所述输氢管5用于将氢气源内的氢气输入至固态储氢罐1内。
进一步地，所述输油管21、回油管31上分别一导热油软管7，所述输氢管5上设有一氢气软管8。所述回油管31上还设有一导热油流量控制阀32，所述导热油流量控制阀32用于控制输油管21、回油管31内导热油流量。所述输氢管5上设有一氢气流量控制阀51和一氢气流量计52，所述氢气流量控制阀51用于控制输氢管5的氢气输入过程中的氢气流量，从而控制吸氢速度。
进一步地，所述输油管21、回油管31以及储油罐2外均包裹有隔热层，隔热层能防止热量散失且防止烫伤工作人员。
本实用新型的一种油热式固态氢气储运系统的氢气充装过程为：固态储氢车11装载空载的所述固态储氢充装系统运输至充装站，将输氢管5连接于氢气源上；启动储油罐2上加热器22将储油罐2中导热油加热至120~300℃后，启动循环泵23带动导热油沿输油管21流动，且三通阀4控制输油管21中导热油经过支路管41和回油管31流入固态储氢罐1中以加热储氢材料；打开输氢管5连接的截止阀6，氢气源中氢气进入固态储氢罐1中，并与储氢材料反应，被储氢材料吸收；储氢材料吸收氢气生产金属氢化物的反应过程中会放出大量的热，管路中的导热油温度能自动维持在120~300℃后，关闭加热器22，使储氢材料继续吸收氢气；当储氢材料因放热反应温度升高超过吸氢的最佳温度范围（120~300℃）时，三通阀4控制输油管21内导热油经换热器3和回油管31回流入固态储氢罐1，并启换热器3上的风扇，对经过换热器3的导热油降温，从而使固态储氢罐1内的储氢材料的温度维持在吸氢的最佳温度范围内，直至氢气充装过程完成。
本实用新型一种油热式固态氢气储运系统的有益效果为：该固态氢气储运系统的固态储氢罐1内装有储氢材料，储氢材料能吸收氢气，并以金属氢化物的形式存储氢气，氢气存储压力小，储运方便安全。固态氢气储运系统的固态储氢罐1上连接有带有加热器22的储油管2以及换热器3，加热器22和换热器3能及时高效的升高和降低导热油的温度，因此固态氢气储运系统能准确高效控制固态储氢罐内的镁合金材料的温度，从而控制氢气的吸收存储。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种油热式固态氢气储运系统，其特征在于：包括固态储氢罐（1）和换热器（3），所述固态储氢罐（1）内装有储氢材料，所述固态储氢罐（1）上设有输油管（21）、回油管（31）以及输氢管（5），所述输油管（21）和回油管（31）均连接于所述换热器（3）上，从而构成导热油循环管路，所述输油管（21）上依次设有储油罐（2）、循环泵（23）和三通阀（4），所述三通阀（4）上还连接有一支路管（41），所述支路管（41）两端分别连接于所述三通阀（4）和所述回油管（31）上，所述储油罐（2）内装有导热油，所述储油罐（2）端部还设有用于对导热油加热的加热器（22），所述循环泵（23）用于使输油管（21）中的导热油循环流动，所述加热器（22）和所述换热器（3）分别用于提高和降低所述导热油的温度从而控制固态储氢罐（1）内储氢材料的温度，所述输氢管（5）用于将氢气输入所述固态储氢罐（1）内。
2.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述固态储氢罐（1）固定于固态储氢车（11）上。
3.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述固态储氢罐（1）上设有三个截止阀（6），所述输油管（21）、回油管（31）以及输氢管（5）分别连接于三个截止阀上。
4.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述输油管（21）、回油管（31）上分别设有一导热油软管（7），所述输氢管（5）上设有一氢气软管（8）。
5.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述回油管（31）上设有一导热油流量控制阀（32）。
6.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述输氢管（5）上设有氢气流量控制阀（51）和氢气流量计（52）。
7.根据权利要求1所述的油热式固态氢气储运系统，其特征在于：所述输油管（21）、回油管（31）以及储油罐（2）外均包裹有隔热层，隔热层能防止热量散失且防止烫伤工作人员。
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| CN115059871A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-16 | 北京大学 | 一种储氢罐内温度测量方法及测量装置 |
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