CN217130952U - 一种岩层储氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种岩层储氢装置，包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层、高分子材料层、混凝土层和岩层；所述金属层的厚度＜所述高分子材料层的厚度＜所述混凝土层的厚度＜所述岩层的厚度；所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有至少3层金属网层，相邻所述金属网层间的垂直距离≤30mm。通过对储氢设备的结构进行设计，采用多种结构层，利用特定高分子材料的设计进一步解决了安全性能差的问题，具有地质要求低、可靠的气密性、储氢量大，投资低，环境安全、注采速度快、高循环能力、工作气体可高达库容的90％、采出气体不需要二次净化的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及储氢领域，具体涉及一种岩层储氢装置。
背景技术
目前，氢气的储存主要有高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢和有机液体储氢。高压气态储氢技术是指在高压下，将氢气压缩，以高密度气态形式储存，具有成本较低、能耗低、易脱氢、工作条件较宽等特点，是发展最成熟、最常用的储氢技术。
如CN210601046U公开了一种防爆双层高压氢气储罐，其罐体由内罐和外罐组成，内外罐通过罐座连接为整体；内外罐之间的夹层内填充有抑爆剂，夹层设置有抑爆剂进口和抑爆剂出口；内罐通过管道与外罐连接并通至罐外，管道与夹层隔离。主要用于高压氢气的储存。可以有效防止高压氢气意外泄漏发生自燃和抑制气云爆炸。
CN111963884A公开了一种超高压储氢容器，包括双层筒体、设置在筒体两侧的盖体、用于连接双层筒体和两端的盖体的自紧式密封组件，所述双层筒体的内层用于抑制氢原子渗透，外筒体用于保证筒体强度，所述自紧式密封组件，所述双层筒体中的外筒体上开设有泄漏孔。优点在于：本申请通过设置双层结构，两层实现不同的效果，并且泄漏孔能在超过设定压强的情况下释放氢气，防止容器爆炸，该结构大大的增加超高压氢气储罐的安全性能
然而当前的储氢装置仍存在泄露爆炸隐患，安全性能较差，体积比容量低，无法实现大规模储氢等问题。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种岩层储氢装置，以解决目前储氢装置仍存在泄露爆炸隐患，安全性能较差，体积比容量低，无法实现大规模储氢的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种岩层储氢装置，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层、高分子材料层、混凝土层和岩层；所述金属层的厚度＜所述高分子材料层的厚度＜所述混凝土层的厚度＜所述岩层的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有至少1层金属网层；
所述金属网层≥2层时，相邻所述金属网层间的垂直距离≤30mm。
本实用新型提供的储氢装置，通过对储氢设备的结构进行设计，采用多种结构层，利用特定位置的高分子材料设计进一步解决了安全性能差的问题，具有地质要求低、可靠的气密性、储氢量大，投资低，环境安全、注采速度快、高循环能力、工作气体可高达库容的90％、采出气体不需要二次净化的优点。
本实用新型中，所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有至少1层金属网层，例如可以是1层、2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层和9层等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
本实用新型中，相邻所述金属网层间的垂直距离≤30mm，例如可以是30mm、28mm、26mm、24mm、22mm、20mm、18mm、16mm、14mm、12mm、10mm、8mm、6mm、4mm或2mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述金属层的厚度为10-30mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm或30mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述高分子材料层的厚度为1-50mm，例如可以是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、48mm或49mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述混凝土层的厚度为800-3000mm，例如可以是800mm、810mm、820mm、830mm、840mm、850mm、860mm、870mm、880mm、890mm、900mm、910mm、920mm、930mm、940mm、950mm、960mm、970mm、980mm、990mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400mm、2600mm、2800mm或3000mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有2-5层金属网层。
作为本实用新型优选的技术方案，相邻所述金属网层间的垂直距离为20-30mm，例如可以是20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm或30mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述金属网层的网格为矩形网格。
所述矩形网格的长为100-200mm，例如可以是100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm或200mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
所述矩形网格的宽为100-200mm，例如可以是100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm或200mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述金属网层的厚度为40-50mm，例如可以是40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、48mm、49mm或50mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机和第一冷却器；
所述第一冷却器通过第一管路和所述储氢设备相连接；
所述第一管路的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为50-75mm，例如可以是50mm、51mm、52mm、53mm、54mm、55mm、56mm、57mm、58mm、59mm、60mm、61mm、62mm、63mm、64mm或65mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机和第二冷却器；
所述第二压缩机通过第二管路和所述储氢设备相连接。
本实用新型还具体提供了一种岩层储氢方法，所述岩层储氢方法包括：将氢气依次进行第一加压和第一降温进入如第一方面所述储氢装置，所述储氢装置中储存的氢气依次经第二加压和第二降温进行输出。
作为本发明优选的技术方案，所述第一加压的终点压力为20-25MPa，例如可以是20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa或25MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一加压后物料的温度为100-120℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、115℃或120℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一降温的终点温度为25-30℃，例如可以是25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述储氢装置中氢物料的温度为20-35℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二降温的终点温度为20-30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型提供的储氢装置，通过对储氢设备的结构进行设计，采用多种结构层，具有地质要求低、可靠的气密性、储氢量大，投资低，环境安全、注采速度快、高循环能力、工作气体可高达库容的90％以上、采出气体不需要二次净化的优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例1中岩层储氢装置的示意图。
图中：1-金属层，2-高分子材料层，3-混凝土层，4-岩层，5-第一压缩机，6-第一冷却器，7-第一管路，8-第二压缩机，9-第二冷却器。
下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种岩层储氢装置，如图1所示，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层1、高分子材料层2、混凝土层3和岩层4；所述金属层1的厚度＜所述高分子材料层2的厚度＜所述混凝土层3的厚度＜所述岩层4的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层3中还设置有3层金属网层，相邻所述金属网层间的垂直距离为10mm。
所述金属层1的厚度为10mm。
所述高分子材料层2的厚度为20mm。
所述混凝土层3的厚度为900mm。
所述金属网层的网格为矩形网格，矩形网格的长为200mm，宽为100m。
所述金属网层的厚度为43mm。
所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机5和第一冷却器6；
所述第一冷却器6通过第一管路7和所述储氢设备相连接；
所述第一管路7的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为70mm。
所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机8和第二冷却器9；
所述第二压缩机8通过第二管路和所述储氢设备相连接。
实施例2
本实施例提供一种岩层储氢装置，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层1、高分子材料层2、混凝土层3和岩层4；所述金属层1的厚度＜所述高分子材料层2的厚度＜所述混凝土层3的厚度＜所述岩层4的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层3中还设置有5层金属网层，相邻所述金属网层间的垂直距离为20mm。
所述金属层1的厚度为30mm。
所述高分子材料层2的厚度为40mm。
所述混凝土层3的厚度为800mm。
所述金属网层的网格为矩形网格，矩形网格的长为200mm，宽为200m。
所述金属网层的厚度为45mm。
所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机5和第一冷却器6；
所述第一冷却器6通过第一管路7和所述储氢设备相连接；
所述第一管路7的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为60mm。
所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机8和第二冷却器9；
所述第二压缩机8通过第二管路和所述储氢设备相连接。
实施例3
本实施例提供一种岩层储氢装置，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层1、高分子材料层2、混凝土层3和岩层4；所述金属层1的厚度＜所述高分子材料层2的厚度＜所述混凝土层3的厚度＜所述岩层4的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层3中还设置有4层金属网层，相邻所述金属网层间的垂直距离为10mm。
所述金属层1的厚度为20mm。
所述高分子材料层2的厚度为40mm。
所述混凝土层3的厚度为970mm。
所述金属网层的网格为矩形网格，矩形网格的长为150mm，宽为100m。
所述金属网层的厚度为40mm。
所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机5和第一冷却器6；
所述第一冷却器6通过第一管路7和所述储氢设备相连接；
所述第一管路7的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为75mm。
所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机8和第二冷却器9；
所述第二压缩机8通过第二管路和所述储氢设备相连接。
实施例4
本实施例提供一种岩层储氢装置，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层1、高分子材料层2、混凝土层3和岩层4；所述金属层1的厚度＜所述高分子材料层2的厚度＜所述混凝土层3的厚度＜所述岩层4的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层3中还设置有6层金属网层，相邻所述金属网层间的垂直距离为22mm。
所述金属层1的厚度为30mm。
所述高分子材料层2的厚度为50mm。
所述混凝土层3的厚度为870mm。
所述金属网层的网格为矩形网格，矩形网格的长为170mm，宽为120m。
所述金属网层的厚度为50mm。
所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机5和第一冷却器6；
所述第一冷却器6通过第一管路7和所述储氢设备相连接；
所述第一管路7的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为50mm。
所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机8和第二冷却器9；
所述第二压缩机8通过第二管路和所述储氢设备相连接。
应用例
采用实施例1-4的装置进行氢气的储存，包括：将氢气依次进行第一加压和第一降温进入所述储氢装置，所述第一加压的终点压力保证在20-25MPa范围内即可，如本应用例控制在22±1MPa；所述第一加压后物料的温度保证在100-120℃范围内即可，如本应用例中控制在110±2℃；所述第一降温的终点温度为25-30℃，如本应用例中控制在27±1℃；所述储氢装置中氢物料的温度为20-35℃，如本应用例中控制在27±2℃；储氢后体积比容量高，每个实施例的储氢量均可达到库容的90％以上。
其中，储氢装置中储存的氢气依次经第二加压和第二降温进行输出。所述第二降温的终点温度为25℃；第二加压的终点压力依据实际情况进行选择，如直接输出用户端时可以加压至20-25MPa的范围进行管道输送，如若通入运输罐车中时，则开始时不必进行加压，待罐中压力和管道压力相同时，进行加压，以便进一步增加运输量。
声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种岩层储氢装置，其特征在于，所述岩层储氢装置包括：给氢单元、排氢单元及与所述给氢单元和所述排氢单元相连接的储氢设备；
所述储氢设备由内向外包括依次设置的金属层、高分子材料层、混凝土层和岩层；所述金属层的厚度＜所述高分子材料层的厚度＜所述混凝土层的厚度＜所述岩层的厚度；
所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有至少1层金属网层；
所述金属网层≥2层时，相邻所述金属网层间的垂直距离≤30mm。
2.如权利要求1所述岩层储氢装置，其特征在于，所述金属层的厚度为10-30mm。
3.如权利要求1或2所述岩层储氢装置，其特征在于，所述高分子材料层的厚度为1-50mm。
4.如权利要求3所述岩层储氢装置，其特征在于，所述混凝土层的厚度为800-3000mm。
5.如权利要求1或4所述岩层储氢装置，其特征在于，所述储氢设备底部的混凝土层中还设置有2-5层金属网层。
6.如权利要求5所述岩层储氢装置，其特征在于，相邻所述金属网层间的垂直距离为20-30mm。
7.如权利要求1所述岩层储氢装置，其特征在于，所述金属网层的网格为矩形网格。
8.如权利要求1所述岩层储氢装置，其特征在于，所述金属网层的厚度为40-50mm。
9.如权利要求1所述岩层储氢装置，其特征在于，所述给氢单元包括依次连接的第一压缩机和第一冷却器；
所述第一冷却器通过第一管路和所述储氢设备相连接；
所述第一管路的出料口距离所述储氢设备内壁底部的垂直距离为50-75mm。
10.如权利要求1所述岩层储氢装置，其特征在于，所述排氢单元包括依次连接的第二压缩机和第二冷却器；
所述第二压缩机通过第二管路和所述储氢设备相连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220584823.3U CN217130952U (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 一种岩层储氢装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202220584823.3U CN217130952U (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 一种岩层储氢装置 |
Publications (1)
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| CN217130952U true CN217130952U (zh) | 2022-08-05 |
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ID=82645192
Family Applications (1)
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| CN202220584823.3U Active CN217130952U (zh) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 一种岩层储氢装置 |
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| CN (1) | CN217130952U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114526440A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-05-24 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种岩层储氢装置和方法 |
-
2022
- 2022-03-17 CN CN202220584823.3U patent/CN217130952U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114526440A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-05-24 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种岩层储氢装置和方法 |
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