一种加氢站的氢气生产设备及工艺的制作方法_2

文档序号:8482276阅读:来源:国知局
醇和水原料进行点火,甲醇和水原料经点火装置点火后燃烧,可对加热气化管道进行加热,使加热气化管道中的甲醇和水原料气化而迅速加大燃烧强度,进而为重整器加热;所述温度探测装置用于探测加热气化管道旁的温度;所述重整器启动制氢后,重整器制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持重整器运行。
[0014]再进一步,所述杯座包括安装部及安装部上方的液体容纳部,所述原料输入管道、加热气化管道、点火装置及温度探测装置均安装于杯座之安装部上,所述液体容纳部可容纳从加热气化管道末端输出的甲醇和水原料,所述液体容纳部上端还设有液体防溅盖;所述加热气化管道依次包括直通管段、螺旋管段及上拱形管段,所述甲醇和水原料可经直通管段上升至最高位置后,再经螺旋管段螺旋下降,再经上拱形管段后输出;所述杯座的底侧安装有进风盖板,该进风盖板设有风道,外界空气可经该风道进入至重整器内;所述原料输入管道上设有电磁阀,以便控制原料输入管道打开或关闭。
[0015]在上述技术方案中,所述氢气纯化装置为膜分离装置,该膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置,镀膜层为钯银合金,钯银合金的质量百分比钯占75%-78%,银占 22%-25%。
[0016]为解决上述第二个技术问题,本发明的技术方案是:
一种加氢站的氢气生产设备的生产工艺,包括以下步骤:
(1)氢气加注系统在氢气加注过程中,将即时氢气需求量反馈给控制装置;
(2)控制装置根据即时氢气需求量信息控制适当数量的甲醇水重整制氢模组运转,并控制甲醇水储存输送装置向运转的甲醇水重整制氢模组输送甲醇和水原料;当即时氢气需求量较小时,控制较少的甲醇水重整制氢模组运转,当即时氢气需求量较大时,控制较多的甲醇水重整制氢模组运转;
(3)控制装置实时侦测每一组甲醇水重整制氢模组的工作运转状况,当任意一组甲醇水重整制氢模组运转异常时,控制装置控制该异常的甲醇水重整制氢模组停止运转,并控制一处于待机状态的甲醇水重整制氢模组运转,或者控制其他运转中的甲醇水重整制氢模组加快制氢速度,以补偿因该异常的甲醇水重整制氢模组停止运转而减少的制氢量。
[0017]本发明的有益效果是:
其一、本发明采用至少三组甲醇水重整制氢模组,模块化程度高,单一甲醇水重整制氢模组体积小、启动快速,制氢温度、气体流量及气压等方面参数控制灵敏;
其二、本发明各组甲醇水重整制氢模组制得的氢气通过输送管道直接传送给氢气加注系统,无需贮氢罐等高压力贮氢容器,能即时制氢及快速分离出氢气,从而免除了贮氢罐成本,提高了氢气输送的安全度,避免因贮氢罐异常造成的氢气泄露甚至贮氢罐爆炸的问题;
其三、由于本发明每组甲醇水重整制氢模组的制氢量相对于现有技术中单一甲醇水重整制氢模组的制氢量要小得多,例如,若本发明设置100组甲醇水重整制氢模组,那么本发明每组甲醇水重整制氢模组的制氢量只需要现有技术中单一甲醇水重整制氢模组的制氢量的1/100即可;当即时氢气需求量较小时,例如在加注单辆燃料电池汽车的氢气时,控制装置只需要控制较少的甲醇水重整制氢模组(例如10组)运转;当即时氢气需求量较大时,例如在加注多辆燃料电池汽车或者储氢罐车的氢气时,控制装置则控制较多的甲醇水重整制氢模组(例如70组)运转;因此,本发明采用至少三组甲醇水重整制氢模组作为制氢主体装置时,能极大减少空载,其整体耗能较小,甲醇和水原料消耗较低、利用率高;
其四、本发明采用至少三组甲醇水重整制氢模组后,当一组甲醇水重整制氢模组发生故障时,氢气生产设备的其他甲醇水重整制氢模组还可以正常运转,或者可以令处于待机状态的甲醇水重整制氢模组顶替工作,因此,其稳定性可靠性好,智能化高,可以防止因部分甲醇水重整制氢模组瘫痪而造成氢气加注系统的重大异常;
其五、较小制氢量的甲醇水重整制氢模组噪音较小,有利于减少噪声污染;
其六、本发明采用至少三组甲醇水重整制氢模组,当甲醇水重整制氢模组数量不够时,可以方便地增加甲醇水重整制氢模组,提高制氢量,使得本发明的甲醇水重整制氢模组数量能游刃有余地弹性扩展;
其七、本发明设置至少三组甲醇水重整制氢模组后,单一甲醇水重整制氢模组传送至氢气加注系统的氢气输送管道可以做到非常小,这种非常小直径的氢气输送管道能大幅提高其承受压力的能力(管道越小,承压能力越大),从而大幅提高加氢站的安全性能。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构方框示意图。
[0019]图2为本发明一优选实施例的甲醇水储存输送装置结构方框示意图。
[0020]图3为本发明另一优选实施例的甲醇水储存输送装置结构方框示意图。
[0021]图4为本发明一优选实施例的甲醇水重整制氢模组结构方框示意图。
[0022]图5为本发明另一优选实施例的甲醇水重整制氢模组结构方框示意图。
[0023]图6为图5中重整器的分散结构示意图。
[0024]图7为图5中重整器启动装置的结构示意图。
[0025]图8为图5中重整器启动装置的杯座部分结构示意图。
[0026]图9为加氢站的氢气加注系统的整体结构方框示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0028]如图9所示,为加氢站的氢气加注系统的整体结构方框图,该氢气加注系统包括氢气体升压设备6、氢气加注设备7和用氢设备8,其中,氢气升压设备6内设有氢气压缩机,氢气加注设备7可设置多台,用氢设备8为燃料电池汽车或储氢罐车。从氢气生产设备生产的氢气的压力为1.6Mpa?4Mpa,经氢气升压设备6后,氢气的压力上升至40Mpa?75Mpa,然后再通过氢气加注设备7给燃料电池汽车或储氢罐车等用氢设备8进行充气。
[0029]如图1所示,一种加氢站的氢气生产设备,包括控制装置1、甲醇水储存输送装置2及至少三组甲醇水重整制氢模组3,所述控制装置I与甲醇水储存输送装置2及每一组甲醇水重整制氢模组3均电性连接,以控制甲醇水储存输送装置2及各组甲醇水重整制氢模组3的工作状态;所述各组甲醇水重整制氢模组3制得的氢气通过输送管道直接传送给氢气加注系统4,该氢气加注系统4在氢气加注的过程中,将即时氢气需求量反馈给控制装置1,该控制装置I根据氢气加注系统4的氢气需求量信息控制适当数量的甲醇水重整制氢模组3运转,并控制甲醇水储存输送装置2向运转的甲醇水重整制氢模组3输送甲醇和水原料。此外,本发明甲醇水重整制氢模组3的数量优选为10组?150组,每一甲醇水重整制氢模组3的制氢速度为I?10Nm3/h,优选为2?5Nm3/h ;进一步,甲醇水重整制氢模组3的数量优选为50组?100组,这样能更好的保证氢气加注系统的氢气需求量。
[0030]本发明设置至少三组甲醇水重整制氢模组3后,单一甲醇水重整制氢模组3传送至氢气加注系统的氢气输送管道可以做到非常小,本发明的氢气输送管道采用直径为2?8_的不锈钢管,这种直径的氢气输送管道能大幅提高其承受压力的能力(管道越小,承压能力越大),从而大幅提高加氢站的安全性能。进一步,氢气输送管道优选为采用直径为3?6mm的不锈钢管。
[0031]如图2和图3所示,所述
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