CN214198146U - 一种加氢站放散氢气回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加氢站放散氢气回收利用系统，包括加氢站系统及与所述加氢站系统管道连接并用于对放散的氢气进行回收利用的回收系统本体，所述回收系统本体主要包括氢气回收系统、低压储气系统、加压系统及放散塔，所述氢气回收系统通过回收母管与加氢站系统内的放散管道连接并用于收集加氢站系统放散出的氢气，所述低压储气系统与氢气回收系统管道连接以用于储存放散氢气并将放散氢气输送至加压系统，所述加压系统对放散氢气进行加压并将加压后的放散氢气回注至加氢站系统内；所述放散塔通过放散管道分别与回收母管、低压储气系统及加压系统连接以用于对各系统进行氢气放散，连接回收母管与放散塔之间的放散管道上设置有主动放散阀。

Description

一种加氢站放散氢气回收利用系统

技术领域

本实用新型涉及氢气加注领域，具体涉及一种加氢站放散氢气回收利用系统。

背景技术

氢能源被认为可取代传统化石燃料的终极绿色能源，其产业链主要包括上游产业（氢的制造）、中游产业（氢的集输和储存）、下游产业（氢的应用，目前以氢燃料电池和燃料电池车为主），发展氢能产业是降低碳排放的重要举措，也是社会经济发展的需要，而加氢站是氢能产业链的重要组成部分，是推动氢能产业化的重要基础保障。总结美国、德国、日本加氢站建设经验，我国加氢站建设初期以气氢加氢站为主，目前也仅为起步阶段，液氢加氢站暂无商业化项目，但是，液态加氢站与气氢加氢站相比具有运输效率高、储运压力低、安全风险小等优势，未来液氢加氢站也将为主要发展方向。

针对气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站，在卸气柱、氢气储罐、氢气管路、氢气控制阀组、压缩机组以及加氢机等系统均设置有集中放散系统，压缩机启动前、压缩机停机后，加氢机加注前后，氢气储罐或者氢气管路超压时，均会有氢气进入集中放散系统，然后通过放散塔排入大气，造成氢气浪费，降低氢气利用率。同时，氢气极易爆炸，将大量的氢气进行放散存在一定的安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实现对放散氢气的回收再利用，提高加氢站的经济效益，同时降低安全隐患的加氢站放散氢气回收利用系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种加氢站放散氢气回收利用系统，包括加氢站系统及与所述加氢站系统管道连接并用于对放散的氢气进行回收利用的回收系统本体，所述回收系统本体主要包括氢气回收系统、低压储气系统、加压系统及放散塔，所述氢气回收系统通过回收母管与加氢站系统内的放散管道连接并用于收集加氢站系统放散出的氢气，所述低压储气系统与氢气回收系统管道连接以用于储存放散氢气并将放散氢气输送至加压系统，所述加压系统对放散氢气进行加压并将加压后的放散氢气回注至加氢站系统内；所述放散塔通过放散管道分别与回收母管、低压储气系统及加压系统连接以用于对各系统进行氢气放散，连接回收母管与放散塔之间的放散管道上设置有主动放散阀。

进一步地，所述加压系统为一级加压系统，该一级加压系统主要包括一级压缩机、配套阀组及设置在一级压缩机出口管道上的中压缓冲罐，所述一级加压系统用于将放散氢气加压至5~20MPa。

进一步地，所述加压系统为二级加压系统，该二级加压系统主要包括一级压缩机、二级压缩机、配套阀组及设置在一级压缩机和二级压缩机之间的中压缓冲罐，所述二级加压系统用于将放散氢气加压至35~45MPa。

进一步地，所述低压储气系统主要包括低压储氢缓冲罐、控制阀组和压力表，所述低压储氢缓冲罐上设置有安全阀、氢气浓度在线监测装置和主动放散阀。

进一步地，所述氢气回收系统的回收母管分别通过放散管道与加氢站系统内的卸气柱、氢气储罐、氢气管路、氢气控制阀组、压缩机组以及加氢机连接并收集放散氢气，氢气回收系统与低压储气系统的连接管道上依次设置有管道连接的紧急关断阀、截止阀、止回阀和安全阀。

本实用新型的有益技术效果在于：本实用新型通过将放散氢气导入到回收利用系统，并对其进行适当的加压，最后导入高压储氢罐或者加氢机，实现加氢站放散氢气的再利用；能够解决现有加氢站没有放散氢气回收功能，提高了加氢站的经济效益，降低了系统的危险性；该系统结构简单，成本较低，适用于新站点的大规模应用以及旧站点的快速改造。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构框图；

图2为本实用新型另一种实施例的组成结构框图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型所述的一种加氢站放散氢气回收利用系统，包括加氢站系统1及与所述加氢站系统1管道连接并用于对放散的氢气进行回收利用的回收系统本体，所述回收系统本体主要包括氢气回收系统2、低压储气系统3、加压系统4及放散塔5，所述氢气回收系统2通过回收母管21与加氢站系统1内的放散管道连接并用于收集加氢站系统1放散出的氢气，所述低压储气系统3与氢气回收系统2管道连接以用于储存放散氢气并将放散氢气输送至加压系统4，所述加压系统4对放散氢气进行加压并将加压后的放散氢气回注至加氢站系统1内；所述放散塔5通过放散管道分别与回收母管21、低压储气系统3及加压系统4连接以用于对各系统进行氢气放散，连接回收母管21与放散塔5之间的放散管道上设置有主动放散阀。

参照图1所示，所述低压储气系统3主要包括低压储氢缓冲罐31、控制阀组和压力表，低压储氢缓冲罐31用于储存收集的放散氢气，控制阀组用于控制氢气进出低压储氢缓冲罐，当低压储氢缓冲罐内压力高于回收母管系统内压力，则打开低压储氢缓冲罐出口阀门，使氢气进入加压系统；若低压储氢缓冲罐内压力低于回收母管系统内压力，则关闭低压储氢缓冲罐出口阀门，用于收集放散氢气。所述低压储氢缓冲罐31上设置有安全阀、氢气浓度在线监测装置和主动放散阀，既可以防止低压储氢缓冲罐超压，又可以在氢气浓度达不到回收要求时，打开主动放散阀，将氢气及时放散；在氢气浓度达到要求时，进入加压系统。

所述氢气回收系统2的回收母管21分别通过放散管道与加氢站系统内的卸气柱、氢气储罐、氢气管路、氢气控制阀组、压缩机组以及加氢机连接并收集放散氢气，氢气回收系统与低压储气系统的连接管道上依次设置有管道连接的紧急关断阀、截止阀、止回阀和安全阀，紧急关断阀用于发生紧急事故时，紧急关断放散氢气回收利用系统，防止紧急放散氢气进入该系统；截止阀用于放散氢气回收利用系统的开启与关闭；止回阀用于防止该系统氢气倒流入放散系统；安全阀用于防止低压储气系统管道超压；由于上述结构，可以使放散氢气单向流入回收利用系统，同时保证安全性。当截止阀关闭时，放散氢气将通过排放口被放散。

参照图1所示，所述加压系统4为一级加压系统，该一级加压系统主要包括一级压缩机41、配套阀组及设置在一级压缩机41出口管道上的中压缓冲罐42，所述一级加压系统用于将放散氢气加压至5~20MPa；配套阀组用于控制管道的开闭以及氢气的单向流动。针对气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站，采用一级加压系统，将收集的低压氢气加压至5~20MPa，先注入中压缓冲罐，再注入气氢压缩机前管路，配合原加氢站气氢压缩机，进一步加压放散氢气，将其注入高压氢气储罐或者直接注入氢燃料电池车。

参照图2所示，所述加压系统为二级加压系统，该二级加压系统主要包括一级压缩机41、二级压缩机43、配套阀组及设置在一级压缩机41和二级压缩机43之间的中压缓冲罐42，所述二级加压系统用于将放散氢气加压至35~45MPa；配套阀组用于控制管道的开闭以及氢气的单向流动。针对气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站，采用二级加压系统，将收集的低压放散氢气分步加压至35~45MPa，将其注入高压氢气储罐或者直接注入氢燃料电池车。

实施例1

用于气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站的一级加压系统流程：低压储气系统与加压系统相接，加压系统设置有一级加压系统，包含一级压缩机、配套阀组和中压缓冲罐，在经加压之后，放散氢气将被注入氢气压缩机前管道。所述气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站的放散氢气回收利用系统的控制方法如下：

步骤1，放散氢气首先通过放散管道，经过逆止阀进入回收母管，若是紧急放散，打开回收母管上主动放散阀，将氢气放散至放散塔，若回收母管超压，也可以通过安全阀，将氢气放散至放散塔。

步骤2，当低压储氢缓冲罐内压力低于回收母管内压力，则打开低压储罐前气动关断阀，用于收集放散氢气；当低压储气缓冲罐发生超压时，将通过安全阀进行卸压；当检测到氢气浓度降低时，打开主动放散阀进行氢气放散。

步骤3，当低压储氢缓冲罐内压力高于回收母管内压力，则打开低压储氢缓冲罐出口阀门，使氢气进入加压系统。放散氢气的初始压力约为0.2Mpa，通过一级压缩机后，氢气压力将达到5~20MPa。加压后的氢气通过控制阀组，进入中压缓冲罐。

通过阀组之间的配合，使回收母管的压力处于较低状态，不影响原加氢站系统的放散供能。在加压系统中，一级压缩机和中压缓冲罐后均设置放散管道，用于氢气的放散。

步骤4，将氢气注入气氢压缩机前管路，配合原加氢站气氢压缩机，进一步加压放散氢气，将其注入高压氢气储罐或者直接注入氢燃料电池车。

实施例2

用于气氢加氢站或包含气氢压缩机的气液混建站的二级加压系统流程：本实施例与实施例1大体相同，不同之处在于：它的加压系统采用的是一级加压系统和二级加压系统结合的形式，在加压后，将氢气直接注入高压氢气储罐或者氢燃料电池车。

步骤1，放散氢气和预冷氢气首先通过放散管道，经过逆止阀进入回收母管，若是紧急放散，打开回收母管上主动放散阀，将氢气放散至放散塔，若回收母管超压，也可以通过安全阀，将氢气放散至放散塔。

步骤2，当低压储氢缓冲罐内压力低于回收母管内压力，则打开低压储罐前气动关断阀，用于收集放散氢气；当低压储气缓冲罐发生超压时，将通过安全阀进行卸压；当检测到氢气浓度降低时，打开主动放散阀进行氢气放散。

步骤3，当低压储氢缓冲罐内压力高于回收母管内压力，则打开低压储氢缓冲罐出口阀门，使氢气进入加压系统。放散氢气的初始压力约为0.2Mpa，通过一级压缩机后，氢气压力将达到5~20MPa。加压后的氢气通过控制阀组，进入中压缓冲罐。

通过阀组之间的配合，使回收母管的压力处于较低状态，不影响原加氢站系统的放散供能。在加压系统中，一级压缩机和中压缓冲罐后均设置放散管道，用于氢气的放散。

步骤4，将氢气进行二级加压后，注入高压氢气储罐或者直接注入氢燃料电池车。

本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种加氢站放散氢气回收利用系统，包括加氢站系统及与所述加氢站系统管道连接并用于对放散的氢气进行回收利用的回收系统本体，其特征在于：所述回收系统本体主要包括氢气回收系统、低压储气系统、加压系统及放散塔，所述氢气回收系统通过回收母管与加氢站系统内的放散管道连接并用于收集加氢站系统放散出的氢气，所述低压储气系统与氢气回收系统管道连接以用于储存放散氢气并将放散氢气输送至加压系统，所述加压系统对放散氢气进行加压并将加压后的放散氢气回注至加氢站系统内；所述放散塔通过放散管道分别与回收母管、低压储气系统及加压系统连接以用于对各系统进行氢气放散，连接回收母管与放散塔之间的放散管道上设置有主动放散阀。

2.根据权利要求1所述的加氢站放散氢气回收利用系统，其特征在于：所述加压系统为一级加压系统，该一级加压系统主要包括一级压缩机、配套阀组及设置在一级压缩机出口管道上的中压缓冲罐，所述一级加压系统用于将放散氢气加压至5~20MPa。

3.根据权利要求1所述的加氢站放散氢气回收利用系统，其特征在于：所述加压系统为二级加压系统，该二级加压系统主要包括一级压缩机、二级压缩机、配套阀组及设置在一级压缩机和二级压缩机之间的中压缓冲罐，所述二级加压系统用于将放散氢气加压至35~45MPa。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的加氢站放散氢气回收利用系统，其特征在于：所述低压储气系统主要包括低压储氢缓冲罐、控制阀组和压力表，所述低压储氢缓冲罐上设置有安全阀、氢气浓度在线监测装置和主动放散阀。

5.根据权利要求4所述的加氢站放散氢气回收利用系统，其特征在于：所述氢气回收系统的回收母管分别通过放散管道与加氢站系统内的卸气柱、氢气储罐、氢气管路、氢气控制阀组、压缩机组以及加氢机连接并收集放散氢气，氢气回收系统与低压储气系统的连接管道上依次设置有管道连接的紧急关断阀、截止阀、止回阀和安全阀。

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