[发明专利]一种用于加氢站的固态储供氢装置

说明书

本发明属于储供氢装置技术领域，具体涉及一种用于加氢站的固态储供氢装置。其技术方案为：一种用于加氢站的固态储供氢装置，包括装置主体，装置主体上循环水腔体，装置主体上连通有充放氢管路，装置主体内部设置有导热架，导热架与装置主体的内壁接触，导热架上放置有合金容器，合金容器内装有合金材料。本发明提供了一种传质、传热良好的固态储氢装置，实现稳定储供氢。

技术领域

本发明属于储供氢装置技术领域，具体涉及一种用于加氢站的固态储供氢装置。

背景技术

氢能源作为一种清洁高效的能源在交通领域得到广泛重视，氢燃料电池车辆的应用也迅速推广之中，因此氢气在加氢站中的存储和供应方式成为氢能源领域的关键技术之一。目前的主要储氢方式有:高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢以及有机液体储氢四种储氢技术。固态储氢是通过储氢金属(合金)在一定的温度和较低的压力条件下大量吸收氢气，与氢气反应生成金属氢化物的方式存储氢气，同时会放出热量。当需要释放氢气时，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。现有的固态储氢装置存在技术问题为固态储氢合金加热不均匀，同时固态储氢合金与氢气接触不够充分，这样会导致现有的固态储氢装置氢气存储量受限，且氢气释放过程中要消耗大量的热，能量有效利用率低。

专利申请号CN202120435010.3的实用新型专利公布了一种固态储氢装置。该储氢装置由：储氢罐体、支腿、装填口、装填盖、法兰端盖、氢气输送管、加热器、加热套、加热管、热电偶构成。该固态储氢装置的工作过程为：将该固态储氢装置的氢气输送管通过管路系统连接到外部气源上，启动加热器对储氢罐体内部材料进行加热，直至储氢罐体内的温度达到设置的吸氢温度，然后开启管路系统上阀门，外部气源的氢气通过氢气输送管进入储氢罐体内，并与储氢罐体内的镁合金材料反应，被镁合金材料吸收；氢气管路需要对外供氢时，再次开启加热器，将储氢罐体的温度加热至设置的放氢温度，此时储氢罐体内镁合金材料开始发生放氢反应，释放出氢气，氢气由氢气输送管进入管路系统中，再分配至用氢设备。

现有技术方案通过热电偶加热进行固态储氢合金的温度控制，控制过程存在超调或滞后，可能存在频繁启停热电偶，温度波动问题导致氢气释放速率不稳定，同时该装置无明确的降温机制，储氢合金在吸氢过程中会放热，该装置无较好的应对方式。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种传质、传热良好的固态储氢装置，实现稳定储供氢。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于加氢站的固态储供氢装置，包括装置主体，装置主体上循环水腔体，装置主体上连通有充放氢管路，装置主体内部设置有导热架，导热架与装置主体的内壁接触，导热架上放置有合金容器，合金容器内装有合金材料。

本发明的导热架直接与装置主体的内壁接触，从而导热架能将热量在装置主体与合金材料之间快速传递。在使用导热架传热的情况下，合金材料能快速达到充氢温度或放氢温度，从而实现快速充放氢。

并且，本发明通过导热架来传热，可使合金材料的温度更加稳定，从而保证充放氢的速率更加稳定。

本发明的导热架能将合金容器分散开，从而合金材料与氢气的接触面积增大，相应提高充氢或放氢的速率，起到可靠传质的作用。

作为本发明的优选方案，所述导热架包括导热架主体，导热架主体上连接有若干层导热层板，导热架主体和导热层板均与装置主体的内壁接触，导热层板上设置有若干通气孔，合金容器放置于导热层板上。导热架主体与导热层板之间形成若干分隔的空间，并在各空间内均放置合金容器，使得合金材料能充分分散开，提高氢气和合金材料的接触面积，利用快速充放氢。充氢或放氢的过程中，氢气穿过导热层板的通气孔，从而避免氢气路径被阻挡的情况，保证充放氢管路与合金材料之间具有氢气经过的通道。