CN220205426U - 一种制氢加氢增压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制氢加氢增压系统，包括：依序设置并通过管路连通的制氢设备、缓冲罐、过滤器、增压单元、储气罐、气体输出管路以及输出增压管路；气体输出管路的一端与电磁阀b与增压单元之间的管路连通；气体输出管路上设有电磁阀e，气体输出管路的出气端连接待加氢设备；输出增压管路的两端分别连通电磁阀b与电磁阀c之间的管路以及电磁阀a与增压单元之间的管路，输出增压管路上设有电磁阀d；通过一级增压存储将缓冲罐内的低压气体进行一次增压后进行存储、在需要使用时，利用同一台增压单元对存储罐内的气体进行增压并输出，以满足不同压力的使用需求，安全的将氢气由低压转为高压并输入至不同需求压力的待加氢设备内。

Description

一种制氢加氢增压系统

技术领域

本实用新型涉及氢气加压技术领域，尤其涉及一种制氢加氢增压系统。

背景技术

制氢加氢一体机通电通水即可加氢，满足小型用氢终端的日常加氢使用。在传统制氢技术中，利用煤炭、天然气、生物质等产生的氢气，需要贮存在高压容器内，然后送到终端用户。这些传统工艺产生的氢气纯度低，伴随大量碳排放，而且运输过程中存在安全隐患。

中国专利CN216280676U公开了一种加氢站用氢气多级增压装置，包括依次连接的第一支路、第二支路、第三支路，第二支路与第三支路连接处设置有第二单向阀，第一支路入口处设置有第四支路，第四支路通过第二自动截止阀与第二支路连接，第四支路通过第三自动截止阀与第三支路连接。本专利采用多级压缩机串联式工作，将增压流程分步完成，逐步升压，对于单一氢气源进行充装的过程，可实现低至0.5MPa氢气的充装，将氢气利用率从66％提高至97.2％，有极大的经济价值。通过对压缩机的分级应用，使得每一级压缩机均在效率最高的工况区间内工作，大大延长了压缩机的使用寿命。

但是该技术方案通过多级压缩的方式将氢气进行增压，设备结构复杂、管路设置复杂、控制系统繁琐、输出压力调节不便等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种制氢加氢增压系统，通过增压存储将缓冲罐内的低压气体进行增压后存储，在需要使用时，首先利用减压阀将储气罐内的高压气体减压，然后利用同一台增压单元对存储罐内的气体进行增压并输出至待加氢装置，以满足不同压力的使用需求，简化设备结构，实现高效、安全的将氢气由低压转为高压并输入至不同需求压力的待加氢设备内。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种制氢加氢增压系统，包括依序设置并通过管路连通的制氢设备、缓冲罐、过滤器、增压单元以及储气罐；

所述过滤器与增压单元之间设有电磁阀a和单向阀a；

所述增压单元与储气罐之间设有电磁阀b、电磁阀c；

其特征在于，还包括气体输出管路以及输出增压管路；

所述气体输出管路的一端与电磁阀b与增压单元之间的管路连通；

所述气体输出管路上设有电磁阀e和压力表c，气体输出管路的出气端连接待加氢设备；

所述输出增压管路的两端分别连通电磁阀b与电磁阀c之间的管路以及电磁阀a与增压单元之间的管路，所述输出增压管路上设有电磁阀d；

制氢设备输出的氢气进入缓冲罐后经过滤器、增压单元将氢气增压后进入储气罐存储；储气罐的气体经输出增压管路、增压单元将气体增压后经气体输出管路输出。

作为改进，所述输出增压管路上位于储气罐与电磁阀d之间设有减压阀。

作为改进，还包括阻火器，所述阻火器的一端与所述增压单元相连通，所述阻火器的另一端与室外连通；所述阻火器与所述增压单元之间设有电磁阀f。

作为改进，所述制氢设备与缓冲罐之间还设有截止阀a、截止阀b、压力表a和压力传感器a。

作为改进，还包括与储气罐连接的泄压装置以及安全阀b，所述泄压装置的一端与储气罐连通，另一端与室外连通；

所述储气罐上连接有压力表b和压力传感器b。

作为改进，还包括设于所述增压单元与电磁阀b之间的压力传感器c。

作为改进，还包括与缓冲罐连接的安全阀a。

作为改进，所述制氢设备与截止阀a之间连接有电磁阀g，电磁阀g的另一端与室外连通。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型通过增压单元将低压气体增压后进行存储，在需要高压氢气输出时，通过单独设置的输出增压管路，利用一台增压单元将储气罐内的气体再次增压后并输出至待加氢设备，实现利用一台增压单元对气体两次增压，并可以根据不同的输出压力进行调节，以适用不同的加氢设备的压力需求，提高设备适用范围；

（2）本实用新型通过一台增压单元实现两次增压，减小设备投入的同时，提高设备的紧凑型以及简化管路的布置，提高设备运行稳定性和安全性；

（3）本实用新型通过氢气缓存、增压存储、增压加注实现氢气制气、存储、高压输出的制氢加氢方法，以满足存储安全、可以适用不同加氢压力的输出。

综上所述，本实用新型具有设备结构紧凑、集制氢、存储、加氢一体化设置、可输出不同压力的氢气等优点。

附图说明

图1为本实用新型一级增压存储状态气体流转路径示意图；

图2为本实用新型二级增压加注状态气体流转路径示意图。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

首先，为了便于理解，申请人自定义0-4MPa为低压，4-12MPa为中压，大于12MPa为高压，以便后续对本实用新型的不同阶段的区别。

如图1-2所示，本实施例提供一种制氢加氢增压系统，包括依序设置并通过管路连通的制氢设备1、缓冲罐2、过滤器3、增压单元4以及储气罐5；

所述制氢设备1可以采用现有技术中水解制氢设备，本实施例不在叙述详细结构；

所述增压单元4采用电动增压泵进行增压的方式，电动增压泵为现有技术，本实施例不在叙述具体结构原理；也可以选择其他增压方式，比如隔膜增压泵。

所述过滤器3与增压单元4之间设有电磁阀a11和单向阀a51；所述单向阀a采用高压单向阀，将低压气体流转区间与中、高压气体流转路线进行隔离，防止高压气体进入低压区域，对低压气体流转路径上的设备结构造成破坏；

所述增压单元4与储气罐5之间设有电磁阀b12、电磁阀c13；

还包括气体输出管路6以及输出增压管路7；

所述气体输出管路6的一端与电磁阀b12与增压单元4之间的管路连通；

所述气体输出管路6上设有电磁阀e15和压力表c33，气体输出管路6的出气端连接待加氢设备；

所述输出增压管路7的两端分别连通电磁阀b12与电磁阀c13之间的管路以及电磁阀a11与增压单元4之间的管路，所述输出增压管路7上设有电磁阀d14；

制氢设备1输出的氢气进入缓冲罐2后经过滤器3、增压单元4将氢气增压后进入储气罐5存储；储气罐5的气体经输出增压管路7、增压单元4将气体增压后经气体输出管路6输出。

优选的，所述输出增压管路7上位于储气罐5与电磁阀d14之间设有减压阀18；

需要说明的使，储气罐5中的高压气体经过减压阀18减压至7-10MPa后，再次经过增压单元4进行增压后并经气体输出管路6输出至待加氢设备，解决了现有技术中高压气体直接通过电子元器件造成电子元器件以损害的技术问题。

作为改进，本实施例还包括阻火器8，所述阻火器8的一端与所述增压单元4相连通，所述阻火器8的另一端与室外连通；所述阻火器8与所述增压单元4之间设有电磁阀f16；

需要说明的是，通过设置阻火器8，在需要对管路内的气体进行排气时，关闭储气罐5相邻的电磁阀c13以及截止阀a21，实现全管路内的气体进行排空，便于后续管路的维修保养。

优选的，所述制氢设备1与缓冲罐2之间还设有截止阀a21、截止阀b22、压力表a31和压力传感器a41。

作为改进，本实施还包括与储气罐5连接的泄压装置9以及安全阀b61，泄压装置9优选TPRD温度驱动安全泄压装置，所述安全阀b61的一端与储气罐5连通，另一端与室外连通；

所述储气罐5上连接有压力表b32和压力传感器b42。

其中，还包括设于所述增压单元4与电磁阀b12之间的压力传感器c43。

优选的，还包括与缓冲罐2连接的安全阀a62。

优选的，所述制氢设备1与截止阀a21之间连接有电磁阀g17，电磁阀g17的另一端与室外连通。

工作步骤：

存储罐气体置换：通入1MPa的氮气进行置换3-8次，然后通入1MPa的氢气置换3-8次，置换完成后，将系统的进出口进行封堵；其中置换次数可以根据实际氢气纯度进行调整，本实施例优选氮气和氢气各置换5次；

氢气缓存：经制氢设备1输出的低压氢气进入缓冲罐2缓存,采用现有制氢装置进行水解制氢，制氢设备1输出的氢气通过管路填充至缓冲罐至2-3MPa，本实施例优选2.8MPa；

增压存储：如图1所示，加粗线条部分为氢气流转路径，关闭电磁阀d14和电磁阀e15，打开电磁阀a11、电磁阀b12、电磁阀c13后，缓冲罐2内的低压气体经过增压单元4增压后进入储气罐5内存储，并将储气罐5增压至30-45MPa，本实施例优选35MPa，通过储气罐出口的压力表b32和压力传感器b42进行判断并控制增压单元4的启动和关闭，保证储气罐的压力；

增压加注：如图2所示，加粗线条部分为氢气流转路径，关闭电磁阀a11、电磁阀b12，打开电磁阀c13、电磁阀d14、电磁阀e15，储气罐5内的气体经过输出增压管路7、增压单元4进行增压后，并经过气体输出管路6输出至待加氢设备内，同时，可以根据不同的加氢设备所需要的压力进行调节输出氢气的压力，以满足不同加氢设备不同压力的需求，提高设备适用范围。

作为改进，所述增压加注步骤中，储气罐5内的气体经过减压阀18减压后，再经增压单元4增压并经过气体输出管路6输出至待加氢设备内，降低高压气体流转时对电子元器件造成高压冲击，导致元器件易损坏的技术问题。

当然本实施例所提到的低压、中压和高压为本实施例自定义的范围进行举例说明，本实用新型并不局限在该范围内，如一级增压至35MPa进行存储，在需要使用时，通过二级增压至大于35MPa，比如45MPa的压力进行输出以满足不同压力的使用要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制氢加氢增压系统，包括依序设置并通过管路连通的制氢设备、缓冲罐、过滤器、增压单元以及储气罐；

所述过滤器与增压单元之间设有电磁阀a；

所述增压单元与储气罐之间设有电磁阀b、电磁阀c；

其特征在于，还包括气体输出管路以及输出增压管路；

所述气体输出管路的一端与电磁阀b与增压单元之间的管路连通；

所述输出增压管路的两端分别连通电磁阀b与电磁阀c之间的管路以及电磁阀a与增压单元之间的管路，所述输出增压管路上设有电磁阀d。

2.根据权利要求1所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，所述输出增压管路上位于储气罐与电磁阀d之间设有减压阀。

3.根据权利要求1所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，所述制氢设备与缓冲罐之间还设有截止阀a、截止阀b、压力表a和压力传感器a。

4.根据权利要求3所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，所述气体输出管路上设有电磁阀e，气体输出管路的出气端连接待加氢设备。

5.根据权利要求3所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，所述电磁阀a与增压单元之间设有单向阀a。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，还包括与储气罐连接的泄压装置以及安全阀b，所述泄压装置的一端与储气罐连通，另一端与室外连通；

所述储气罐上连接有压力表b和压力传感器b。

7.根据权利要求6所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，还包括设于所述增压单元与电磁阀b之间的压力传感器c。

8.根据权利要求1所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，还包括与缓冲罐连接的安全阀a。

9.根据权利要求6所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，所述制氢设备与截止阀a之间连接有电磁阀g，电磁阀g的另一端与室外连通。

10.根据权利要求6所述的一种制氢加氢增压系统，其特征在于，还包括阻火器，所述阻火器的一端与所述增压单元相连通，所述阻火器的另一端与室外连通；所述阻火器与所述增压单元之间设有电磁阀f。