[发明专利]一种利用悬浮纳米颗粒吸附增强氢气稀释的安全排放装置

说明书

本发明公开了一种利用悬浮纳米颗粒吸附增强氢气稀释的安全排放装置。本发明主要由储罐、纳米储氢颗粒给料装置、喷射器A、缓冲罐、空压机、喷射器B、特排管道组成。所述储罐出口经第一截止阀、精密减压阀与喷射器A主吸入口相连，喷射器A次吸入口与纳米储氢颗粒给料装置相连，喷射器A出口与缓冲罐入口相连。所述缓冲罐出口与空压机入口相连，空压机出口与喷射器B主吸入口相连，喷射器B次吸入口与含氢装置的排气管路相连，喷射器B出口经单向阀与特排管路相连。本发明一方面利用悬浮纳米储氢颗粒实现对氢气的吸附，另一方面利用惰性气体实现对氢气的稀释，最终实现对氢气的安全排放。

技术领域

本发明属于氢能技术领域，具体涉及一种利用悬浮纳米颗粒吸附增强氢气稀释的安全排放装置。

背景技术

氢能是最清洁的能源之一，具有来源多样、终端零排、用途广泛等优势，在保障国家能源安全、推进能源产业升级等方面非常关键。在实现碳达峰、碳中和目标的进程中，氢能被寄予厚望。同时，氢能还可以作为承载可再生的不稳定的风能、太阳能的桥梁，为全社会的节能增效做出贡献，为双碳战略的实现提供关键性支撑。

氢具有易燃易爆性，其爆炸极限范围是4%～75.6%。除此之外，由于氢的分子量极小，易发生氢脆泄漏，使得对有关氢材料的绝热、密封、安全性的技术要求极其严格，氢的危险属性是氢能技术及氢能产业链发展必须面临的关键问题。

在氢能产业链中，对氢的安全使用始终放在首位。目前，对氢的处理主要有燃烧法和直排法。对于燃烧法需要使用专门设计的氢引管路系统、燃烧池和引燃装置，结构复杂且无法短时处理大量氢气，以应对突发情况，适应性不强。直排法是通过专门设计固定排空管向高空排放，对于场地与排空管的高度有一定的限制。

以上两种方法均不能实现在紧急情况下对氢气的快速排放。因此，在含有氢的密闭空间（如储罐、管路系统等），急需设计一套在紧急情况下快速实现对氢气的强稀释和安全排放装置，实现对不同状况下氢气的安全排放，保证系统的安全，降低氢在实验过程或工程应用中由于氢气泄漏、超压等因素导致的安全风险，确保氢能产业的健康快速发展。

发明内容

针对上述氢在密闭空间所可能引发的安全问题，本发明提出了一种利用悬浮纳米颗粒吸附增强氢气稀释的安全排放装置。

本发明主要由储罐、纳米储氢颗粒给料装置、喷射器A、缓冲罐、空压机、喷射器B 、特排管道组成。

所述储罐出口经第一截止阀、精密减压阀与喷射器A主吸入口相连，喷射器A次吸入口与纳米储氢颗粒给料装置相连，喷射器A出口与缓冲罐入口相连，所述喷射器A出口的纳米储氢颗粒悬浮为气溶胶形式，且与从储罐出来的惰性气体混合在一起，实现对粉态纳米储氢颗粒弥散。

所述缓冲罐出口与空压机入口相连，空压机出口与喷射器B主吸入口相连，喷射器B次吸入口与含氢装置的排气管路相连，喷射器B出口经单向阀与特排管路相连。

在所述喷射器B次吸入口端快速抽吸含氢装置的氢气，悬浮的纳米颗粒吸收大部分氢气，剩余氢气与惰性气体充分混合；最终将混合后的气体与悬浮的纳米颗粒经特排管道排放至空气中，实现氢气的快速稀释和安全排放。

进一步说，所述纳米储氢颗粒给料装置将纳米储氢颗粒连续或单次非连续供给于喷射器A。

进一步说，所述纳米储氢颗粒为碳纳米管、纳米钯或储氢合金。

进一步说，所述含氢装置为储氢罐或储氢管网。

所述储罐为低温流体储罐或高压气罐。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

利用喷射器实现对纳米储氢颗粒的弥散，使其比表面积成几何级数增大、低温惰性气体使纳米储氢颗粒处于低温环境下，使单位体积的纳米储氢颗粒可吸附几百倍体积的氢气，为紧急情况下对氢气的抽吸、吸附与混合、排放奠定基础，确保系统处于安全状态。