[发明专利]一种感应加热固态储氢放氢系统和储氢放氢方法

权利要求书

1.一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：包括通过主管路（1）依次相连通的固态储氢装置（2）、冷却装置（3）、第一压力传感器（4）、第一阀门（5）、过滤装置（6）、第一单向阀（7）、第一温度传感器（8）、流量传感器（9）、第二压力传感器（10）和第二阀门（11），所述第一单向阀（7）的流动方向从过滤装置（6）到第一温度传感器（8），充气支路（12）并联在所述过滤装置（6）和第一单向阀（7）上，所述充气支路（12）上设有第二单向阀（13），所述第二单向阀（13）的流动方向从第一温度传感器（8）到固态储氢装置（2）；

所述第一压力传感器（4）和第一阀门（5）之间的管路段上还设有放散管（14），所述放散管（14）上设有放散阀（15），所述放散管（14）上设有第一回收管（16），所述第一回收管（16）与储气罐（17）相连通，所述第一回收管（16）上设有第一回收阀（18），所述储气罐（17）通过第二回收管（19）与所述固态储氢装置（2）相连通，所述第二回收管（19）上设有第二回收阀（20）和第一抽气泵（21），所述储气罐（17）上设有用于检测其内部压力的第三压力传感器（22）；

所述第一阀门（5）与所述过滤装置（6）之间的管路段上设有安全管（23），所述安全管（23）上设有安全阀（24），所述安全管（23）的一端与主管路（1）相连接，另一端与所述第一回收管（16）相连通；

吹气罐（25）通过吹气管路（26）与所述主管路（1）相连通，吹气罐（25）内填充有惰性气体，所述吹气管路（26）的一端与所述吹气罐（25）相连通，所述吹气管路（26）的另一端连接在位于所述冷却装置（3）和第一阀门（5）之间的管路段上，所述吹气管路（26）上设有吹气阀（27），所述吹气罐（25）通过第三回收管（28）与所述固态储氢装置（2）相连通，所述第三回收管（28）上设有第三回收阀（29）和第二抽气泵（30）；

所述固态储氢装置（2）包括多个固态储氢罐（31），所述固态储氢罐（31）的外壳为磁性材料，所述固态储氢罐（31）内填充有储氢材料，所述固态储氢罐（31）的外壳套设有绝缘层（32），所述绝缘层（32）外圈设有电磁线圈（33），所述电磁线圈（33）与外电源电连接，所述固态储氢罐（31）均设有用于检测和显示其内部区域温度的第二温度传感器（34），所述固态储氢罐（31）内设有氢气管（35），其一端伸出所述固态储氢罐（31），所述氢气管（35）的管壁间隔设有多个出气孔（36）。

2.如权利要求1所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：所述氢气管（35）上还设有多个磁性翅片（37）。

3.如权利要求2所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：所述固态储氢罐（31）的外壳为浸渍石墨材料。

4.如权利要求3所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：储氢材料为镁基固态储氢物。

5.如权利要求1所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：所述系统还包括智能电源模块（38）和控制器（39），所述电磁线圈（33）与所述智能电源模块（38）电连接，所述智能电源模块（38）与所述外电源电连接，所述控制器（39）与所述第二温度传感器（34）和智能电源模块（38）电连接。

6.如权利要求1所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：所述吹气管路（26）上还设有减压阀（40）。

7.如权利要求1所述的一种感应加热固态储氢放氢系统，其特征在于：所述电磁线圈（33）外还设有绝缘保护层。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的感应加热固态储氢放氢系统的储氢放氢方法，其特征在于：储氢过程如下：将固态储氢罐（31）内部初步电磁加热至储氢所需的工作温度后，将氢气进出口连接氢气源，打开第二阀门（11）、第一阀门（5）和固态储氢罐（31），关闭放散阀（15）、吹气阀（27）和第一回收阀（18），氢气经过第二阀门（11），流量传感器（9），第二单向阀（13），第一阀门（5），进入固态储氢罐（31）内，不需要对固态储氢罐（31）持续加热；

放氢过程如下：将固态储氢罐（31）内部电磁持续加热至放氢所需的工作温度，放氢时将氢气进出口连接用氢设备，开启第二阀门（11）和第一阀门（5），储氢材料发生快速脱氢反应，氢气经过冷却装置（3）后被冷却到合适温度，然后经过第一阀门（5），过滤装置（6），第一单向阀（7），流量传感器（9），第二阀门（11）后进入用氢设备，放氢过程中，第一压力传感器（4）和第二压力传感器（10）实时检测主管路（1）中气体的压力，主管路（1）内的压力超过安全阀（24）设定压力时，安全阀（24）起跳，氢气经安全管（23）和第一回收管（16）进入到储气罐（17）中；

吹气过程如下：当系统首次使用、较长时间未使用或检修后使用时，需要对系统进行吹扫，用于除去系统内的空气，打开吹气阀（27）、第一阀门（5）和放散阀（15），关闭第一回收阀（18）和第二阀门（11），先利用惰性气体将空气通过放散管（14）排出，排出后，关闭放散阀（15），加热固态储氢罐（31），利用氢气吹扫惰性气体，并将气体排进储气罐（17）内；

当系统需要检修时，打开吹气阀（27）和第一回收阀（18），关闭第二阀门（11）和放散阀（15），将主管路（1）中的气体吹扫进储气罐（17）；

当第三压力传感器（22）检测到储气罐（17）内压力超过预设值时，打开第二回收阀（20）和第一抽气泵（21），选择加热任一未放氢且不是满储存状态的固态储氢罐（31）至储氢工作温度，对储气罐（17）内的气体进行回收，储氢为放热过程，在回收结束后，固态储氢罐（31）内的温度降低，在温度降低至预设值时，打开第三回收阀（29）和第二抽气泵（30），将固态储氢罐（31）内未被吸收的惰性气体，回收至吹气罐（25）中。