[发明专利]燃气轮机供氢系统及移动供氢站

说明书

本发明公开了一种燃气轮机供氢系统，包括储氢系统和供氢系统；所述储氢系统，包括燃气轮机、催化加氢设备和氢油/储油箱，燃气轮机的排气端与催化加氢设备连接，催化加氢设备与氢油/储油箱连接，氢油/储油箱位于预定位置；所述供氢系统，包括依次连接的泵、脱氢反应器、气液分离器和缓冲罐，泵与氢油/储油箱连接，缓冲罐的出气端接至用户。本发明还公开了一种移动式供氢站，搭载上述燃气轮机供氢系统。本发明的燃气轮机供氢系统，效率高，与燃气轮机联合，可使燃机效率提高到50％。本发明的供氢系统可作为移动充氢站，随时、随地为用户提供加氢服务，不必限制在固定的服务站，使供氢服务更灵活。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机供氢系统及移动供氢站，属于新能源动力装备技术领域。

背景技术

氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源，被誉为“终极能源”，是国际上公认的清洁能源，在燃料电池以及代替化石燃料等方面展现了很好的应用前景。但目前尚未大规模应用，瓶颈在于氢气在常温常压下难以存储和运输，氢气具有易燃、易爆、不易储存的特性。

氢能利用技术，如氢燃料电池和氢内燃机，可以提供稳定、高效、无污染的动力，在电动汽车及移动装置等领域有着广泛的应用前景。近十年来，美国、欧洲、日本等发达国家以及我国投入了巨额资金来发展“氢能经济”，在大规模化氢制备、氢燃料电池等领域都有所突破。据美国能源部和美国工程院的预测，氢燃料电池车将在15至20年之内取代现有燃油车及混合动力车，在全球汽车市场居主导地位。此外，氢能技术还可用于备用电源、储能、削峰填谷式并网发电及分布式供能、助燃及环境保护等领域。可以预见，当氢能技术迅速完成市场化进程融入人们的生活后，国家的能源危机以及环境压力将得到极大缓解。

氢能技术包括氢的规模制备、储存和运输、高效率使用以及配套基础设施的建设等环节，其中储存和运输，是安全有效的利用氢能是最关键技术之一。目前，工业上主要采用在-253℃的液化氢或350～700个大气压下高压氢等储运技术，高压氢或液化氢技术及其应用所需能耗是制氢成本的20倍以上，且存在泄漏或储氢罐压力过高等安全隐患。如果能够将氢分子吸附在某种载体上，实现常温常压下的安全储存，待使用时，能将氢在温和条件下可控地释放，则可有效、安全地使用氢能。因此，全球主要的工业国家都在研发基于常温常压的液态有机储氢技术。以德国为例，开发的液态有机储氢技术能够实现较温和条件下的吸/放氢循环，但释放氢气时含有毒害燃料电池的副产物气体产生，同时存在容量低及使用不方便等重要缺陷。日本目前正在研发基于甲苯等传统有机材料的储氢技术，但脱氢温度过高(大于300℃)，且同样存在副产物毒化燃料电池的问题。因而这两种储氢技术的规模化应用受到制约。

现有技术通常采用集中式敷设的加氢站供氢，但集中式敷设的固定加氢站存在如下缺陷：

1、当一辆纯氢汽车在途中能量即将耗尽时，若周围没有加氢站可用，则无法通过固定加氢站及时加氢。

2、由于敷设有固定加氢站的站点数量少，当需要加氢的纯氢汽车数量大时，容易造成交通拥堵。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种燃气轮机供氢系统，及移动供氢站。本发明利用液体有机储氢技术，将特定的有机不饱和化合物(储油)与氢气在催化剂作用下发生可逆化学反应生成烷烃类化合物(氢油)来实现氢的储存和释放。氢的储存过程通过氢气与一类特定液态有机化合物在催化剂作用下发生化学反应来实现，氢的释放可在常压下相对温和的条件下通过催化过程完成，脱氢后的载体(储油)可以重复使用，反复循环。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种燃气轮机供氢系统，包括储氢系统和供氢系统；

所述储氢系统，包括燃气轮机、催化加氢设备和氢油/储油箱，燃气轮机的排气端与催化加氢设备连接，催化加氢设备与氢油/储油箱连接，氢油/储油箱位于预定位置；在催化加氢设备内，储油和氢源经加氢催化反应(燃气轮机排出的尾气提供反应所需的能量)形成氢油，氢油存储至氢油/储油箱，运输至预定位置，接入供氢系统；