专利名称：厢式可移动制氢加氢站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过电解水制氢、高倍压缩、储氢并给燃料电池汽车加氢的制氢 加氢站，是一种全新的全自动成套设备。
背景技术：
氢气是替代石油的理想能源，汽车所用氢能源跟随汽车改用燃料电池的推广进 度，目前尚处于试用阶段，需求量不大，而且分散面较宽，试用单位都反映加氢站不够，加快 制氢加氢站建设，是目前汽车和能源界的一致呼声。本发明申请人之前申请过专利号为20071009858. 2的发明专利，提供一种车载制
氢加氢站，除电源之外的全部制氢设备能够装到一辆重型专用汽车上，并可以解决3-5辆 燃料电池大客车的用氢需要。但是因其制氢产量小，储存压力低，远不能达到商用加氢站的 使用要求。为此，本申请仍然采用电解水的制氢原理，设计一种全新的制氢加氢站，提高储氢 压力，增大产氢量使其可供100辆轿车使用，以迎合用户的市场需求。同时，由于目标客户 主要在国外(包括美国、日本、欧洲)，因此，在中国制造以后，便于垮洋运输、能够移动、很 容易地装配，也是本申请重点考虑的问题。
发明内容
针对国内外现有的技术不足，本发明的目的在于提供一种厢式可移动制氢加氢 站，能够解决现有制氢加氢站的多项不足。本发明采用的加氢站设备为全新设计，目标是实 现以氢气替代石油和零污染，供国内外新建加氢站使用或加油站改建为加氢站使用。本发 明同美国的加氢法相比，制氢原料用水替代天然气，把大量碳排放改为零排放；地下原料气 管线被自来水管和电源线替代，克服运输氢气的困难，制氢到用氢距离短；取消制氢母站； 克服原有储氢难题；由于设备简化，使制氢设备成本下降三分之二。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是—种厢式可移动制氢加氢站，其特征在于，包括制氢厢、压缩厢、储氢厢与售气机， 该制氢厢、压缩厢和储氢厢各由一个海运集装箱改装而成，其中该制氢厢中设有依次相接的自来水接口、水处理设备与电解槽；该压缩厢中具有与上述电解槽相连接的低压缓冲罐、以及与该低压缓冲罐相连接 的压缩机；该储氢厢中具有至少一个高压储氢罐，该高压储氢罐的输入端与该压缩机的输出 端相连；该售气机与该高压储氢罐的输出端相连，用来为车辆加氢。在一个较佳的实施例中还包括一个由海运集装箱改装而成的电源厢，其内设有 与高压交流电相连的开关柜，一个主变压器的输入端与该开关柜相连，该主变压器的输出 端与一个整流柜相连，该整流柜的输出端提供低压直流电至该电解槽。
在一个较佳的实施例中该开关柜还与一个副变压器的输入端相连，该副变压器 有两路输出，一路输出动力电压至该压缩机，另一路输出照明电压至该售气机。在一个较佳的实施例中该制氢厢中还设有氢气纯化装置，该氢气纯化装置连接 在该电解槽与该低压缓冲罐之间。在一个较佳的实施例中该制氢厢中还设有与该电解槽连接的水冷却塔或者致冷空调。在一个较佳的实施例中该压缩厢中还设有与该压缩机连接的循环冷却水系统或 者致冷空调装置。在一个较佳的实施例中该压缩机是四级隔膜式压缩机。在一个较佳的实施例中在该压缩厢中还预留有售气机运输位。在一个较佳的实施例中该高压储氢罐是不锈钢内胆的缠绕式高压储氢罐。在一个较佳的实施例中该压缩机的输出端通过一个单向阀与该高压储氢罐的输 入端相连，该单向阀设置在该压缩厢内。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是1、考虑到国外电压和频率可能不同，因此出口设备增加一个电源集装箱，提前使 用国产干式变压器将国外电源变为国内相同规格，不必为了适应国外电压而改变电解槽以 及压缩机的设计与制造。2、电源厢、制氢厢、压缩厢和储氢厢均为海运集装箱，特别适合跨洋运输。其各自 安装完成后，即可整体运输，运输过程中无须拆解，到达制氢站点后，依次摆放进行水、电连 接后即可开始工作，省略了组装过程，降低了调试成本。3、接水通电后即可开始工作，用电线和水管形成了输氢网络，使得制氢加氢站的 建立非常便捷，适应燃料电池汽车的快速发展。
图1是本发明的厢式可移动制氢加氢站的平面布置图；图2是本发明的电源厢的内部结构示意图；图3是本发明的制氢厢的内部结构示意图；图4是本发明的压缩厢的内部结构示意图；图5是本发明的储氢厢的内部结构示意图。
具体实施例方式本发明厢式可移动制氢加氢站的组成以及安装位置如图1所示，包括依序摆放的 电源厢1、制氢厢2、压缩厢3、储氢厢4，各厢均由一个海运集装箱改装而成，其具体结构则 以较佳实施例结合图2 图5揭示如下电源厢1:如图2所示，高压交流电(例如一万伏特)由高压端口 11接入到一个 开关柜12中，一个主变压器13的输入端与该开关柜12相连，该主变压器13的输出端与一 个整流柜14相连，该整流柜14的输出端连接一个直流端口 15，该直流端口 15可以提供低 压直流电(如166伏特的直流电)；该开关柜12还与一个副变压器16的输入端相连，该副 变压器16有两路输出，一路连接到动力电输出端口 17，以输出动力电压(3-380伏特的交流电)，另一路连接到照明电输出端口 18、19，以输出照明电压(220伏特或者110伏特的交流 电源)。由于厢式可移动制氢加氢站主要为海外用户服务，所以简化用户负担就成为设计方 案的重点，将该开关柜12、主变压器13、整流柜14、副变压器16均安装在一个海运集装箱 中，运输的时候不需要分拆，安装的时候不需要组装，可以很好的满足上述要求。制氢厢2:如图3所示，具有自来水接口 21，该自来水接口 21用管道连接到一个 水处理设备22 (该水处理设备22属于电解水制氢技术的标准设备，其具体结构在此不予赘 述)的输入口，该水处理设备22的输出口再连接到一个电解槽23，该电解槽23与上述电源 厢1的直流端口 15电连接，将水电解后，将制得的氢气予以输出，若制得的氢气纯度不够， 还需要在该电解槽23的下游接一个氢气纯化装置24 (该氢气纯化装置24属于电解水制氢 技术的标准设备，其具体结构在此不予赘述)，该氢气纯化装置24并连接有氢气传输管25。 该电解槽23还连接有碱泵26 (该碱泵26可连接前述照明电输出端口 18、19)，该碱泵26使 碱性液体(如30%浓度的KH0溶液)在电解槽23中不断循环，提高该电解槽23的电解效 率；该电解槽23还连接有水冷却塔27，避免电解槽23温度过高而损毁，当然，也可以使用 电连接到上述动力电输出端口 17的致冷空调，来替代该水冷却塔27。另外，电解水之后产 生的氧气，一般是直接释放掉了，如果需要的话，也可以进行收集，这与本发明无太大关系， 不予赘述了。压缩厢3 如图4所示，设有与上述氢气传输管25相连的氢气入口 31，该氢气入口 31与一个3Mpa的低压缓冲罐32相连，该低压缓冲罐32再连接到一个压缩机33 (优选四级 隔膜式压缩机)的输入口，该压缩机33与上述动力电输出端口 17电连接，将输入其中的低 压氢气压缩成高压氢气(80Mpa)，而该高压氢气再由该压缩机33的输出口经过一个单向阀 34之后连接到一个高压氢气输出端口 35。为了给该压缩机33降温，该压缩机33还连接有 循环冷却水系统36，当然，也可以用致冷空调装置取代该循环冷却水系统36对该压缩机33 进行降温，而该致冷空调装置也可以使用上述动力电输出端口 17所提供的电源。另外，还 可以在该第三个海运集装箱中预留售气机运输位37，使售气机5可以放在该第三个海运集 装箱中一同进行运送(在实际使用时，该售气机5立于厢体之外)。储氢厢4 如图5所示，具有至少一个不锈钢内胆的缠绕式高压储氢罐41，该高压 储氢罐41用不锈钢内胆承受氢原子的剪力，用缠绕带承受高压，可以储存如80Mpa的高压 氢气，该高压储氢罐41的输入端与上述高压氢气输出端口 35相连，输出端则经减压阀42 后又连接到储氢厢4外部的售气机5，在本实施例中，可以连接35Mpa和70Mpa两种压力值 的售气机5，供不同型号的燃料电池汽车作选择。除此之外，该不锈钢内胆的缠绕式高压储 氢罐41还连接有两个减压阀43。上述厢式可移动制氢加氢站的工作过程如下电源厢1将当地的高压交流电转变为预定值的低压直流电、动力电压与照明电 压，该低压直流电可供电解槽23使用，该动力电压可供该四级隔膜式压缩机33使用，而该 照明电压可供照明以及售气机5使用；自来水进入该制氢厢2后，先经过水处理，然后进入电解槽23中，电解出的低压氢 气经过纯化后进入压缩厢3中；进入压缩厢3中的低压氢气先在低压缓冲罐32中储存，到达一定压力值(如 3Mpa)后，进入该四级隔膜式压缩机33，压缩形成的高压氢气(如80Mpa)经单向阀34后，向储氢厢4输送；进入储氢厢4的高压氢气在该不锈钢内胆的缠绕式高压储氢罐41中得以储存，当 该高压储氢罐41中的氢气压力达到预定值(如80Mpa)，即停止电解槽23以及四级隔膜式 压缩机33的工作，并可经减压阀42向售气机5输送氢气。由此可见，本发明具有下述优点1、考虑到国外电压和频率可能不同，因此出口设备增加一个电源集装箱，提前使 用国产干式变压器将国外电源变为国内相同规格，不必为了适应国外电压而改变电解槽23 以及压缩机33的设计与制造。2、电源厢1、制氢厢2、压缩厢3和储氢厢4均为海运集装箱，特别适合跨洋运输。 厢内设备都是按照自动化成套设计特制完成，其各自安装完成后，即可整体运输，运输过程 中无须拆解，到达制氢站点后，依次摆放进行水、电连接后即可开始工作，省略了组装过程， 降低了调试成本。3、接水通电后即可开始工作，用电线和水管形成了输氢网络，使得制氢加氢站的 建立非常便捷，适应燃料电池汽车的快速发展。最后，请回到图1所示的一种厢式可移动制氢加氢站平面布置图，了解本发明实 际工作需要以及大致规划1、占地面积长方形50mX25m的承压水泥地面，用户要保证能提供路边土地，或 者再稍大一些。该制氢加氢站大致可分为靠近公路的加氢区61和远离公路的生产区62，加 氢区61 —侧是车辆入口 611，另一侧是车辆出口 612，该车辆入口 611与车辆出口 612之间 是加氢通道613与停车带614，在加氢通道613 —侧设置售气机5，而电源厢1、制氢厢2、压 缩厢3和储氢厢4依次间隔摆放，每两个相邻厢体间距离最好大于4. 5m,用途之一是为了安 全，用途之二是留出打开厢体折叠门的空间，以利保养和维修；在该加氢区61与该生产区 62之间还可以设置小商品销售室631、办公室632与厕所633。2、交流电源在中国使用的是交流1万伏50赫兹1500KVA，海外用户要提供增容 的电源区别，例如美国为60赫兹，以便我们提前更改变压器设计。3、提供水源用户要提供150kg/h的自来水，允许使用城市再生水。4、遮阳高顶在该制氢加氢站上方装有遮阳高顶，与一般加油站的高顶相同。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如日产 量供100 500辆汽车的系列产品，但都将落入本发明专利的保护范围之内。
权利要求
一种厢式可移动制氢加氢站，其特征在于，包括制氢厢、压缩厢、储氢厢与售气机，该制氢厢、压缩厢和储氢厢各由一个海运集装箱改装而成，其中该制氢厢中设有依次相接的自来水接口、水处理设备与电解槽；该压缩厢中具有与上述电解槽相连接的低压缓冲罐、以及与该低压缓冲罐相连接的压缩机；该储氢厢中具有至少一个高压储氢罐，该高压储氢罐的输入端与该压缩机的输出端相连；该售气机与该高压储氢罐的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于还包括一个由海运集 装箱改装而成的电源厢，其内设有与高压交流电相连的开关柜，一个主变压器的输入端与 该开关柜相连，该主变压器的输出端与一个整流柜相连，该整流柜的输出端提供低压直流 电至该电解槽。
3.根据权利要求2所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该开关柜还与一个副 变压器的输入端相连，该副变压器有两路输出，一路输出动力电压至该压缩机，另一路输出 照明电压至该售气机。
4.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该制氢厢中还设有氢 气纯化装置，该氢气纯化装置连接在该电解槽与该低压缓冲罐之间。
5.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该制氢厢中还设有与 该电解槽连接的水冷却塔或者致冷空调。
6.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该压缩厢中还设有与 该压缩机连接的循环冷却水系统或者致冷空调装置。
7.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该压缩机是四级隔膜 式压缩机。
8.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于在该压缩厢中还预留 有售气机运输位。
9.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该高压储氢罐是不锈 钢内胆的缠绕式高压储氢罐。
10.根据权利要求1所述的厢式可移动制氢加氢站，其特征在于该压缩机的输出端通 过一个单向阀与该高压储氢罐的输入端相连，该单向阀设置在该压缩厢内。
全文摘要
本发明是一种厢式可移动制氢加氢站，包括电源厢、制氢厢、压缩厢、储氢厢与售气机，该电源厢、制氢厢、压缩厢和储氢厢各由一个海运集装箱改装而成，其中该电源厢将当地的高压电源转换为适合本发明使用的低压直流电、动力电压以及照明电压，该制氢厢中设有依次相接的自来水接口、水处理设备、电解槽与氢气纯化装置，该压缩厢中具有与上述氢气纯化装置相连接的低压缓冲罐、以及与该低压缓冲罐相连接的压缩机，该储氢厢中具有至少一个高压储氢罐，该高压储氢罐通过单向阀与上述压缩机相连，该售气机通过减压阀与该高压储氢罐相连接。本发明通过改装海运集装箱的方式，使得整个制氢加氢站便于跨洋运输，降低了安装难度和调试成本。
文档编号B60S5/02GK101941418SQ201010265839
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者袁家祯 申请人:袁家祯