[发明专利]一种氢气装卸接头泄压置换装置及方法

说明书

本发明提供了一种氢气装卸接头泄压置换装置，包括：氢气装卸接头，所述氢气装卸接头的一端通过第一管线与氢气储罐连接，另一端通过第二管线与氢气管束车连接；与所述第二管线连接的氮气供给管路；与所述第一管线连接的分离缓冲管路；其中，在所述第一管线中设有第一球阀，在所述第二管线中设有第二球阀，通过所述氮气供给管路和所述分离缓冲管路能够对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换，并能够完成所述管线通道内氢气对氮气的置换及管道内氢气的泄压。本发明还提供了一种氢气装卸接头泄压置换方法。

技术领域

本发明属于氢气存储装卸技术领域，具体涉及一种氢气装卸接头泄压置换装置。本发明还涉及一种氢气装卸接头泄压置换方法。

背景技术

氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。氢是可以取代石油的燃料，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少。用氢气作燃料有许多优点，首先是干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对汽车发动机进行大的改装，因此氢能汽车具有广阔的应用前景。

世界各国如冰岛、中国、德国、日本和美国等不同的国家之间在氢能交通工具的商业化的方面已经出现了激烈的竞争。高压储氢、输氢因具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快等优点成为目前极具商业应用前景的氢能储输方式。随着氢能汽车的保有量迅速增加，氢气的存储装卸安全愈加重要。

目前，氢气的运输重要依靠氢气管束车来完成。具体地，氢气管束车从加氢母站充装完氢气后，将氢气运输至加氢站卸载氢气至氢气储罐。氢气在充装作业和装卸作业完成后，都需要对氢气接头部分残留氢气进行泄压置换。目前常用的泄压置换方法是将接头部分残留气体直接高空排放至接头内常压，随后直接断开接头，这样接头内少量氢气就地排放至附件装卸环境中。这种泄压置换方法存在氢气浪费和巨大安全隐患。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种氢气装卸接头泄压置换装置，该氢气装卸接头泄压置换装置能够在氢气充装作业和氢气卸车作业中，对氢气装卸接头内残留氢气进行泄压置换，从而完成对氢气装卸接头部分气体稀释置换，能够有效保障氢气装卸接头管道的安全，并且能够避免氢气排放至大气中，避免了氢气浪费。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种氢气装卸接头泄压置换装置，包括：氢气装卸接头，所述氢气装卸接头的一端通过第一管线与氢气储罐连接，另一端通过第二管线与氢气管束车连接；与所述第二管线连接的氮气供给管路；与所述第一管线连接的分离缓冲管路；其中，在所述第一管线中设有第一球阀，在所述第二管线中设有第二球阀，通过所述氮气供给管路和所述分离缓冲管路能够对所述第一球阀与所述第二球阀之间的管线通道进行氮气吹扫置换，并能够完成所述管线通道内氢气对氮气的置换及管道内氢气的泄压。

在一个实施例中，所述氮气供给管路连接在所述氢气装卸接头与所述第二球阀之间，且所述氮气供给管路包括氮气瓶和用于控制所述氮气瓶开关的氮气阀。

在一个实施例中，所述分离缓冲管路的第一端连接在所述氢气装卸接头与所述第一球阀之间，第二端与所述氢气储罐连接，从而使所述分离缓冲管路与所述氢气储罐、所述第一管线连接形成循环回路。

在一个实施例中，所述分离缓冲管路包括缓冲罐和连接在所述缓冲罐的上游端的氢气膜分离器，所述分离缓冲管路能够通过所述氢气膜分离器分离氢气与氮气混合气体，并使分离得到的氢气进入所述缓冲罐。

在一个实施例中，在所述分离缓冲管路的第一端与所述氢气膜分离器之间设有吹扫阀。

在一个实施例中，在所述缓冲罐与所述氢气膜分离器之间设有缓冲罐阀。

在一个实施例中，所述氢气膜分离器设有放散口，所述氢气膜分离器分离出的氮气从所述放散口排空。