[发明专利]一种储氢加压系统和方法

说明书

本发明实施例提出了一种储氢加压系统和方法，其中加压系统包括：储放氢本体、换热输氢组件和加热组件；其中换热输氢组件内部包含换热介质且储放氢本体包裹在换热介质中，其中储放氢本体内部包含储氢材料，而加热组件可对换热输氢组件内的换热介质进行加热。本发明通过收集储放氢本体在储氢过程中释放的热量，并在放氢阶段对储放氢本体加热，实现了储氢反应放热和放氢加热热量的连续转化利用；此外在储放氢本体的放氢阶段，利用换热输氢组件内换热介质的气化升压对储放氢本体释放的氢气进行输送，节省了氢气传输能耗。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种储氢加压系统和方法。

背景技术

氢气的储存和运输是当前氢能产业链的一个瓶颈问题。为了提升氢气存储和运输过程的安全性，如何储氢成为了一个热门的研究方向，利用储氢材料在吸收氢气后可以实现氢气的稳定储存，避免了氢气作为易燃、易爆化学品在存储和运输中的安全隐患。然而，液氢存储则有绝热损耗，造成浪费和安全隐患，虽然利用固体或有机物液体等储氢材料可实现氢气大规模、长周期的存储并可在常温常压下存放且安全性高，但利用如固体储氢材料进行储氢或放氢的过程中能耗高，储氢经济性较差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种储氢加压系统和方法，实现了储放氢循环过程中储氢反应放热和放氢加热热量的连续转化利用，提高了储放氢过程的整体能效水平并降低了氢能储输成本；利用换热输氢组件内换热介质的气化升压对储放氢本体释放的氢气进行输送，节省了氢气传输能耗。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种储氢加压系统，包括：

储放氢本体，其内部包含储氢材料；

换热输氢组件，其内部包含换热介质且所述储放氢本体包裹在所述换热介质中；和

加热组件，其对所述换热输氢组件内的所述换热介质加热。

在一些实施例中，加压系统还包括外部换热器，其用于与所述换热介质在所述换热输氢组件的外部进行热交换。

在一些实施例中，加压系统还包括电解制氢组件，其用于电解水且产生的氢气和氧气分别通入所述储放氢本体和所述加热设备。

在一些实施例中，加压系统还包括储氧组件，其一端连接所述加热组件，另一端连接所述电解制氢组件的氧气出口处和/或供氧设备。

在一些实施例中，所述换热输氢组件包括从下到上依次连接并相通的加热段、运输段和分离段；其中所述加热段、所述运输段和所述分离段内均包含所述换热介质；所述换热输氢组件对所述加热段内的所述换热介质加热。

在一些实施例中，所述储放氢本体设置在所述加热段内，其包含集取器和设于所述集取器上的第一氢气出口；所述第一氢气出口位于所述加热段内或所述运输段的底部。

在一些实施例中，所述外部换热器包括换热本体以及连接在所述换热本体的所述换热介质输入端和输出端的第一管道和第二管道；所述第一管道连接所述分离段或所述运输段的顶部；所述第二管道连接所述加热段。

在一些实施例中，所述分离段的顶部设有第二氢气出口。

在一些实施例中，所述第一氢气出口处设止逆阀，用于防止所述换热介质回流。

在一些实施例中，所述第一管道和所述第二管道上均设有阀门。

本发明实施例提出了一种储氢加压方法，包括如下步骤：

组装上述任一实施例中的所述的加压系统；

对换热介质加热至150℃以上后向集取器内输送氢压1MPa以上的氢气并使所述加热组件停止工作，储氢材料发生储氢反应且在任意时刻的一定温度下，氢压不低于P_eq；