[发明专利]一种直接接触式冷却、加热固态储氢循环系统

权利要求书

1.所述一种直接接触式冷却、加热固态储氢循环系统，其特征在于：包括氢气源(1)、连接管道a(2)、增压泵a(3)、三通a(4)、连接管道b(5)、固态储氢罐(6)、连接管道c(7)、弯头a(8)、连接管道d(9)、三通b(10)、止回阀a(11)、连接管道e(12)、热交换器(13)、连接管道f(14)、增压泵b(15)、弯头b(16)、连接管道g(17)、止回阀b(18)；氢气源(1)的送气口、连接管道a(2)、增压泵a(3)的左端口依次通过法兰连接，增压泵a(3)的右端口、三通a(4)的前端口通过法兰连接，构成储氢循环系统的供氢路；三通a(4)的右端口、连接管道b(5)、固态储氢罐(6)的左端口依次通过法兰连接，固态储氢罐(6)的右端口、连接管道c(7)、弯头a(8)、连接管道d(9)、三通b(10)的前端口依次通过法兰连接，三通b(10)的左端口、连接管道e(12)、热交换器(13)的右端口依次通过法兰连接，热交换器(13)的左端口、连接管道f(14)、增压泵b(15)的右端口通过法兰连接，增压泵b(15)的左端口、弯头b(16)、连接管道g(17)、止回阀b(18)的右端口依次通过法兰连接，止回阀b(18)的左端口、三通a(4)的后端口通过法兰连接，构成氢气主循环回路；三通b(10)的右端口、止回阀a(11)的左端口通过法兰连接，构成放氢路，上述三个部分共同构成整个固态储氢循环系统。

所述一种固态储氢罐，其特征在于：固态储氢罐(6)包括支撑架(61)、固态储氢材料(62)、金属罐体(63)、过滤网组(64)、流量阀组(65)；过滤网组(64)包括过滤网a(641)、过滤网b(642)，流量阀组(65)包括流量阀a(651)、流量阀b(652)；金属罐体(63)的外壳呈圆柱体状，两端管道的末端为法兰，法兰上有6个通孔用于部件间的连接，管道上方的流量阀组(65)可以开启和关闭管道；固态储氢材料按照U型回环的方式布置，每个U型回环单元绕金属罐中心旋转一周形成闭合，各U型回环单元之间沿径向相互串联，由金属罐中心呈发散状扩散到金属罐壁面，且各U型回环单元间留有一定的缝隙，实现氢气在U型回环间隙路径的快速流动。

所述一种直接接触式储氢换热方式，其特征在于：增压泵a(3)通过泵送作用提供固态储氢罐(6)中氢气的外流动力，氢气自顺次相连的三通a(4)、连接管道b(5)进入固态储氢罐(6)，进入固态储氢罐(6)的氢气先在固态储氢材料(62)的间隙流通，然后通过固态储氢材料(62)的孔隙从一侧间隙流到另一侧间隙，最后，未反应完的氢气自固态储氢罐(6)的右端口流出，实现氢气直接接触并冷却或加热固态储氢材料。

2.根据权利要求1所述的一种直接接触式冷却、加热固态储氢循环系统，其特征在于：所述氢气自氢气源(1)出发，经过连接管道a(2)、增压泵a(3)、三通a(4)、连接管道b(5)进入固态储氢罐(6)，流经内部的固态储氢材料(62)，自固态储氢罐(6)流出的氢气经过连接管道c(7)、弯头a(8)、连接管道d(9)、三通b(10)、连接管道e(12)、热交换器(13)、连接管道f(14)、增压泵b(15)、弯头b(16)、连接管道g(17)、止逆阀b(18)回到三通a(4)，与直接从氢气源(1)出来的氢气汇合后可以再次进入固态储氢罐(6)，往复循环，实现氢气在该回路内的多次循环流动。

3.根据权利要求1所述的一种固态储氢罐，其特征在于：所述固态储氢罐内部固态储氢材料为镁块、硼氢化钠或者硼氢化锂等，与氢气发生吸氢或者解吸反应。

4.根据权利要求1所述的一种固态储氢罐，其特征在于：所述固态储氢材料表面有网状金属有机框架，实现对储氢材料的支撑以及形状固定。

5.根据权利要求1所述的一种固态储氢罐，其特征在于：所述固态储氢罐两端进出口处有过滤网，实现将固态储氢材料粉末限制在固态储氢罐内部。

6.根据权利要求1所述的一种固态储氢罐，其特征在于：所述固态储氢罐采用不锈钢材质，实现对固态储氢材料和氢气的储存。

7.根据权利要求1所述的一种直接接触式储氢换热方式，其特征在于：所述固态储氢材料由零散的储氢材料粉末被机器压成所述的U型回环结构，在该系统中，具有此形状的固态储氢材料孔隙率应控制在0.2-0.7之间，固态储氢材料的微孔提供氢气在其内部流动换热的通道。