CN214611515U - 一种氢气回收再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及资源回收技术领域，公开了一种氢气回收再利用系统，所述系统包括废气增压装置、储氢合金容器、储氢合金容器加热装置、排气装置、储氢装置、回收装置以及配套的管路，废气增压装置的输入端管路口设有气流传感器，储氢合金容器包括具有进气口、排气口和氢气出口的壳体，以及设置在所述壳体内并且储存有储氢合金的储氢装置，废气增压装置和进气口之间设有第一电磁阀，排气口与排气装置之间设有第二电磁阀，所述储氢合金容器加热装置包括设置在所述储氢合金容器外侧的加热丝，所述系统外围设有太阳能电池板组件、第一控制器、第二控制器、蓄电池组和逆变器。本实用新型节省能源、绿色环保并且简化操作方便使用。

Description

一种氢气回收再利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种回收再利用系统，具体是一种氢气回收再利用系统，属于资源回收技术领域。

背景技术

常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在0℃时，一个标准大气压下，氢气的密度为0.0899g/L。氢气是相对分子质量最小的物质，主要用作还原剂。工业上一般从天然气或水煤气中制取氢气，而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。氢气分子可以进入许多金属的晶格中，造成“氢脆”现象，使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料（如蒙耐尔合金），设计也更加复杂。

随着化工行业发展及一些高纯金属制造业的崛起，使得近年来对于高纯氢气的需求量呈几何增长态势。然而由于氢对于存储及运输的特殊要求，使得工业企业的用氢成本居高不下。此外，在氢气使用过程中，企业通常以气流方式使用氢气，流动的氢气直接排入大气中，不仅造成氢气使用率低下，提升了企业用氢成本，同时外排的氢气还会对大气层造成还原性污染。因此，对工业含氢废气进行有效的回收再利用，不仅能够极大的降低企业生产成本，对改善气候生态环境同样具有重要意义。现有的氢气回收系统仍存在以下问题：

（1）装置耗能高，在一定程度上为了资源保护也造成了资源浪费。

（2）装置自动化程度低，操作步骤繁多，工人操作容易出错造成回收效果不佳。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种氢气回收再利用系统，以解决上述背景中提出的现有的氢气回收系统使用过程中装置耗能高，在一定程度上为了资源保护也造成了资源浪费，装置自动化程度低，操作步骤繁多，工人操作容易出错造成回收效果不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下方案：

一种氢气回收再利用系统，所述系统包括废气增压装置、储氢合金容器、储氢合金容器加热装置、排气装置、储氢装置、回收装置以及配套的管路，所述废气增压装置的输入端管路口设有气流传感器，所述储氢合金容器包括具有进气口、排气口和氢气出口的壳体，以及设置在所述壳体内并且储存有储氢合金的储氢装置，所述废气增压装置通过管路穿过进气口与存储箱密封连接，且管路上设有第一电磁阀，所述排气口通过管路与排气装置密封连接，且管路上设有第二电磁阀，所述储氢合金容器加热装置包括设置在所述储氢合金容器外侧的加热丝，所述系统外围设有太阳能电池板组件、第一控制器、第二控制器、蓄电池组和逆变器，所述太阳能电池板组件电性连接有第一控制器的输入端，所述第一控制器的输出端分别电性连接有蓄电池组和逆变器。

作为优选的，所述逆变器的输出端分别电性连接有气流传感器、第二控制器和第二电磁阀，所述第二控制器的输出端分别电性连接有第一电磁阀、废气增压装置和储氢合金容器加热装置。

作为更优选的，所述气流传感器的信号输出端与第二控制器的信号输入端信号连接。

作为优选的，所述储氢装置包括设置在所述壳体内的支架和设置在所述支架上的存储有块状储氢合金的存储箱。

作为更优选的，所述存储箱沿所述支架的高度方向设置有多层。

具体的，所述存储箱为密闭式箱体，多层存储箱中处于底部的存储箱借助管路与所述进气口相通，在每个存储箱上设有连通上层存储箱的通气管路，在多层存储箱中处于顶部的存储箱上设有排出管。

进一步的，所述存储箱的两端分别借助通气管路连通上一层存储箱和下一层存储箱。

作为优选的，所述储氢装置还包括设置在所述存储箱顶部的截断面呈环形的连接支架以及沿所述连接支架的内侧面和外侧面设置有储氢合金片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供一种氢气回收再利用系统，利用太阳能为回收系统进行辅助供电，增加能源消耗中绿色能源发电的比例，减少因为回收氢气资源而造成的发电资源浪费。

2.本实用新型提供一种氢气回收再利用系统，装置通过气流传感器、第二控制器和第一电磁阀等形成简单的控制流程，简化操作流程，防止出错，也防止气体回流，方便操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的储氢合金片的俯视安装结构示意图。

图3为本实用新型工作时的流程示意图。

图中：1、废气增压装置；2、储氢合金容器加热装置；3、排气装置；4、回收装置；5、壳体；501、进气口；502、排气口；503、氢气出口；6、支架；7、存储箱；8、通气管路；9、排出管；10、连接支架；11、储氢合金片；12、太阳能电池板组件；13、第一控制器；14、第二控制器；15、蓄电池组；16、逆变器；17、气流传感器；18、第一电磁阀；19、第二电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种氢气回收再利用系统，所述系统包括废气增压装置1、储氢合金容器、储氢合金容器加热装置2、排气装置3、储氢装置、回收装置4以及配套的管路，其特征在于：所述废气增压装置1的输入端管路口设有气流传感器17，所述储氢合金容器包括具有进气口501、排气口502和氢气出口503的壳体5，氢气出口503处设有排气阀，用于控制氢气从容器内的排出，排出的氢气从管路进入回收装置4内，以及设置在所述壳体5内并且储存有储氢合金的储氢装置，所述废气增压装置1通过管路穿过进气口501与存储箱7密封连接，且管路上设有第一电磁阀18，所述排气口502通过管路与排气装置3密封连接，排气装置3为真空泵，且管路上设有第二电磁阀19，所述储氢合金容器加热装置2包括设置在所述储氢合金容器外侧的加热丝，所述系统外围设有太阳能电池板组件12、第一控制器13、第二控制器14、蓄电池组15和逆变器16，所述太阳能电池板组件12电性连接有第一控制器13的输入端，所述第一控制器13的输出端分别电性连接有蓄电池组15和逆变器16，第一控制器13为太阳能专属控制器。

所述逆变器16的输出端分别电性连接有气流传感器17、第二控制器14和第二电磁阀19，所述第二控制器14的输出端分别电性连接有第一电磁阀18、废气增压装置1和储氢合金容器加热装置2，第二控制器14拥有控制运行和定时的功能。

所述气流传感器17的信号输出端与第二控制器14的信号输入端信号连接。

所述储氢装置包括设置在所述壳体5内的支架6和设置在所述支架6上的存储有块状储氢合金的存储箱7。

所述存储箱7沿所述支架6的高度方向设置有多层，存储箱7是开放式的结构，在存储箱7上设有通孔，以使得含氢工业废气尽可能地接触存储箱7内的块状储氢合金，保证储氢效果。

所述存储箱7为密闭式箱体，多层存储箱7中处于底部的存储箱7借助管路与所述进气口501相通，在每个存储箱7上设有连通上层存储箱7的通气管路8，在多层存储箱7中处于顶部的存储箱7上设有排出管9。

所述存储箱7的两端分别借助通气管路8连通上一层存储箱7和下一层存储箱7，使得含氢工业废气经过每一层的存储箱7，进一步的与存储箱7中的块状储氢合金，提升储氢效果。

所述储氢装置还包括设置在所述存储箱7顶部的截断面呈环形的连接支架10以及沿所述连接支架10的内侧面和外侧面设置有储氢合金片11，这样的设计可使从存储箱7排出的气体在储氢合金容器加热装置2将储氢合金容器加热后，储氢合金片11能够对剩余的氢气进行结合吸收，储氢合金为RExAyTMz，其中RE为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的一种或几种，比例不限；A为Li、Na、K、Be、Mg、Ca中的一种或几种，比例不限；TM为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、In、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、Cd中的一种或几种，比例不限；0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。

本实用新型的工作原理：工作时，太阳能电池板组件12通过第一控制器13调控将转换成的电能储存在蓄电池组15中，蓄电池组15经过第一控制器13调控通过逆变器16为其他装置供电，含氢工业废气（主要成分为氩气50%，氢气50%）流过气流传感器17的时候产生信号发送给第二控制器14，第二控制器14控制第一电磁阀18打开并运行废气增压装置1，含氢工业废气经过废气增压装置1增压后通入储氢合金容器内至压力达到5MPa，关闭废气增压装置1和第一电磁阀18，第二控制器14控制储氢合金容器加热装置2将储氢合金容器加热升温至200-400℃并保持2小时，而后储氢合金容器加热装置2停止加热，当储氢合金容器降温至20-200℃后，手动打开第二电磁阀19和排气装置3，将储氢合金容器内的剩余气体排出直到储氢合金容器内部压力降低至0.001MPa时关闭，手动重新打开储氢合金容器加热装置2将储氢合金容器加热升温至300-450℃，储氢合金容器中氢气出口503处的排气阀打开，将储氢合金容器的储氢合金（本实施例中储氢合金为La₂Mg₁₅Ni₃）释放的氢气排至回收装置4中，完成废气中氢的分离、提纯和回收。

本实用新型利用氢气在高温环境下被储氢合金吸收后，通过降低温度与储氢合金形成稳定的金属氢化物，实现氢气在储氢合金内部的固化，确保其不会随其它工业废气被排出系统；在其它工业废气排出系统后，通过将温度提升，使得氢气在储氢合金中解析，再次通过管路进入回收装置4内。该系统可单独使用进行氢的间歇式分离、提纯、回收，也可通过2套以上系统联用提供流动氢气的分离、提纯、回收。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种氢气回收再利用系统，所述系统包括废气增压装置(1)、储氢合金容器、储氢合金容器加热装置(2)、排气装置(3)、储氢装置、回收装置(4)以及配套的管路，其特征在于：所述废气增压装置(1)的输入端管路口设有气流传感器(17)，所述储氢合金容器包括具有进气口(501)、排气口(502)和氢气出口(503)的壳体(5)，以及设置在所述壳体(5)内并且储存有储氢合金的储氢装置，所述废气增压装置(1)通过管路穿过进气口(501)与存储箱(7)密封连接，且管路上设有第一电磁阀(18)，所述排气口(502)通过管路与排气装置(3)密封连接，且管路上设有第二电磁阀(19)，所述储氢合金容器加热装置(2)包括设置在所述储氢合金容器外侧的加热丝，所述系统外围设有太阳能电池板组件(12)、第一控制器(13)、第二控制器(14)、蓄电池组(15)和逆变器(16)，所述太阳能电池板组件(12)电性连接有第一控制器(13)的输入端，所述第一控制器(13)的输出端分别电性连接有蓄电池组(15)和逆变器(16)。

2.根据权利要求1所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述逆变器(16)的输出端分别电性连接有气流传感器(17)、第二控制器(14)和第二电磁阀(19)，所述第二控制器(14)的输出端分别电性连接有第一电磁阀(18)、废气增压装置(1)和储氢合金容器加热装置(2)。

3.根据权利要求2所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述气流传感器(17)的信号输出端与第二控制器(14)的信号输入端信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述储氢装置包括设置在所述壳体(5)内的支架(6)和设置在所述支架(6)上的存储有块状储氢合金的存储箱(7)。

5.根据权利要求4所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述存储箱(7)沿所述支架(6)的高度方向设置有多层。

6.根据权利要求5所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述存储箱(7)为密闭式箱体，多层存储箱(7)中处于底部的存储箱(7)借助管路与所述进气口(501)相通，在每个存储箱(7)上设有连通上层存储箱(7)的通气管路(8)，在多层存储箱(7)中处于顶部的存储箱(7)上设有排出管(9)。

7.根据权利要求6所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述存储箱(7)的两端分别借助通气管路(8)连通上一层存储箱(7)和下一层存储箱(7)。

8.根据权利要求1所述的一种氢气回收再利用系统，其特征在于：所述储氢装置还包括设置在所述存储箱(7)顶部的截断面呈环形的连接支架(10)以及沿所述连接支架(10)的内侧面和外侧面设置有储氢合金片(11)。

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