固态加氢装置的制作方法

文档序号:18197061发布日期:2019-07-17 05:55阅读:409来源:国知局
固态加氢装置的制作方法

本实用新型涉及装备技术领域,具体涉及一种固态加氢装置。



背景技术:

近年来,地球的环境问题日趋严重:尤其是汽车尾气排放的CO2、CO、S化物等,既给大气带来了温室效应,也给大气造成严重的空气污染。替代内燃机汽车的新能源汽车,越来越受关注,特别是氢燃料电池汽车,以零排放、续航能力强而著称。而当前的加氢装置,均以气态氢或液态氢为主,没有可以添加固态氢装置。固态氢,非传统意义上氢气的固体形态,而是将氢与金属结合,以固体形态存在的金属氢化物。固态氢与液态氢、气态氢相比,不仅可以在常温下储藏,而且具有安全性高的优点。

现有的加氢装置,一般以气氢或液氢为主,存在以下问题:

1.整个环节需鱼雷车运送液氢或气氢至加氢装置,在经气化(仅用于液氢)、加压、干燥等过程,最后由加气枪加入氢能源汽车的气压为30MPa-70MPa氢储罐中,运输过程和使用过程均存在较大的安全隐患;

2.液氢加氢装置需要液氢罐、气化器、压缩机等设备,气氢加氢装置则需要高压气瓶组、压缩机、站内气瓶组等设备,设备与运营成本高;

3.加氢站选址非常困难,使氢能源车产业化的普及比较缓慢。

因此,急需推出一种既安全又便捷的固态加氢装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种可实现加料和回收同步操作、安全性好的固态加氢装置。

为实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:

一种固态加氢装置,其包括加氢装置控制系统、加料枪28、用于存放金属氢化物的原料供应系统、用于存放回收的金属氢化物与液体反应物反应后得到的副产物的回料回收系统,加氢装置控制系统与原料供应系统和回料回收系统连接,用于输送液体反应物的水管4、原料供应系统通过加料管22以及回料回收系统通过回料管32分别与加料枪28相连。

优选的,还包括风机系统,所述加氢装置控制系统包括计量控制仪5,计量控制仪5与风机系统相连,风机系统分别与原料供应系统、回料回收系统相连。

优选的,所述风机系统包括用于输送气流的吹送风机系统和用于形成负气压的吸引风机系统;所述吹送风机系统与原料供应系统相连,吸引风机系统与回料回收系统相连。

优选的,所述吹送风机系统包括吹送风机6,依次与吹送风机6相连的第一过滤器81、第一空气切换阀8,以及分别与第一空气切换阀8相连的第二空气管82、第四空气管83;所述吹送风机6、第一空气切换阀8分别与计量控制仪 5相连,第四空气管83与回料回收系统相连,第二空气管82与原料供应系统相连;所述吸引风机系统包括吸引风机7,依次与吸引风机7相连的第二过滤器 91、第二空气切换阀9,以及分别与第二空气切换阀9相连的第一空气管92、第三空气管93;所述吸引风机7、第二空气切换阀9分别与计量控制仪5相连,第一空气管92与原料供应系统相连,第三空气管93与回料回收系统相连。

优选的,所述原料供应系统包括用于存储金属氢化物的原料罐2,原料罐2 通过加料管22与加料枪28相连。

优选的,所述原料罐2还包括用于实时监测其内金属氢化物重量的第一称重仪17,第一称重仪17与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连。

优选的,所述原料供应系统还包括设置在原料罐2下方与其相连的第一称料斗18,第一称料斗18通过加料管22与加料枪28相连。

优选的,还包括风机系统,风机系统包括用于形成负气压的吸引风机系统,原料供应系统还包括与吸引风机系统相连的第二捕集斗10,第二捕集斗10包括与其相连的原料管23。

优选的,所述原料罐2和原料供应系统的第二捕集斗10通过第一回转阀11 相连,原料罐2和原料罐2的第一称料斗18通过第五回转阀相连,第一称料斗 18下端设置第二回转阀12,第一回转阀11、第五回转阀和第二回转阀12均与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连;还包括风机系统,风机系统包括用于输送气流的吹送风机系统,第二回转阀12通过加料管22与加料枪28相连,且与吹送风机系统相连。

优选的,所述回料回收系统包括用于储存副产物的回料罐3以及设置在回料罐3上方与其相连的第一捕集斗13,第一捕集斗13通过回料管32与加料枪 28相连。

优选的,所述第一捕集斗13还包括设置在其下部的第二称料斗19,第二称料斗19与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连。

优选的,所述回料罐3还包括用于实时监测其内副产物重量的第二称重仪 16,第二称重仪16与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连。

优选的,还包括风机系统,风机系统包括用于形成负气压的吸引风机系统和用于输送气流的吹送风机系统,第一捕集斗13和回料罐3通过第三回转阀14 相连,第一捕集斗13与吸引风机系统相连,第三回转阀14与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连。

优选的,所述回料罐3还包括设置在其下端的与加氢装置控制系统的计量控制仪5相连的第四回转阀15,第四回转阀15与回收管33相连,且与吹送风机系统相连。

优选的,还包括供水系统,所述供水系统包括水管4与加料枪28相连,水管4包括设置在其上的水泵42和流量计43。

优选的,所述水泵42和流量计43分别与加氢装置控制系统的计量控制仪5 相连,计量控制仪5自动控制水泵42的开启/关闭,流量计43实时监测水管4 输出的液体反应物的量并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述供水系统的水管4的入口端与本地水源45相连。

优选的,所述加氢装置控制系统的计量控制仪5依据第一称重仪17和原料供应系统的第一称料斗18反馈的数据,计算输出的金属氢化物的量。

优选的,所述加氢装置控制系统的计量控制仪5依据第二称料斗19和回料罐3的第二称重仪16反馈的数据,计算回收的副产物的量。

优选的,所述金属氢化物是固态物,所述液体反应物为液态水或溶有酸性物质的水溶液,所述的副产物为固态物或固液混合物。

优选的,所述加料管22、回料管32和水管4集成于一个加料枪28;或者,加料管22、回料管32和水管4为三管分体结构,各与一个加料枪28相连;或者,所述加料管22、回料管32和水管4的任意两个管与一个加料枪28相连,另一个管与另一个加料枪28相连。

本实用新型的固态加氢装置包括原料供应系统、回料回收系统和加料枪,水管用于输送液体反应物,原料供应系统内存储有金属氢化物,可在常温下储存,安全性高,回料回收系统用于存放回收的金属氢化物与液体反应物反应后得到的副产物;固态加氢装置通过加料枪为氢发装置添加金属氢化物和或液体反应物,同时通过加料枪回收氢发装置内的副产物,实现了原料添加和反应后物料的回收的一体化操作,自动化程度高,操作便捷且效率高。

附图说明

图1是本实用新型自动可连续氢发装置的结构示意图;

图2是本实用新型固态加氢装置的结构示意图;

图3是本实用新型固态加氢装置与材料周转区、氢发装置的配合示意图;

图4是本实用新型固态加氢装置与材料运输车、氢发装置的配合示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-4给出的实施例,进一步说明本实用新型的固态加氢装置和氢发装置的具体实施方式。本实用新型的固态加氢装置不限于以下实施例的描述。

本实用新型的固态加氢装置,其包括加氢装置控制系统、加料枪28、用于提供液体反应物的供水系统、用于存放金属氢化物的原料供应系统、用于存放回收的金属氢化物与液体反应物反应后所得副产物的回料回收系统,

供水系统通过水管4、原料供应系统通过加料管22、回料回收系统通过回料管32分别与加料枪28相连,加料枪28用于与氢发装置相连,将原料供应系统内的金属氢化物和/或供水系统的液体反应物添加到氢发装置,并回收副产物到回料回收系统。

本实用新型的固态加氢装置包括供水系统、原料供应系统、回料回收系统和加料枪28,供水系统用于提供液体反应物,原料供应系统内存储有金属氢化物,可在常温下储存,安全性高,回料回收系统用于存放回收的金属氢化物与液体反应物反应后得到的副产物;固态加氢装置通过加料枪28为氢发装置添加金属氢化物和或液体反应物,同时通过加料枪回收副产物,实现了原料添加和反应后物料的回收的一体化操作,自动化程度高,操作便捷且效率高。

如图2-4所示,为本实用新型固态加氢装置的实施例。

本实施例的固态加氢装置包括加氢装置控制系统,分别与加氢装置控制系统相连的原料供应系统、回料回收系统、供水系统、加料枪28,原料供应系统、回料回收系统、供水系统分别与加料枪28相连。

所述原料供应系统,通过加料管道向氢发装置供应原料(即金属氢化物);

所述回料回收系统,通过回收管道从氢发装置回收回料(即副产物);

所述供水系统,通过水路管道向氢发装置供应水(即液体反应物);

所述加氢装置控制系统,控制原料供应系统、回料回收系统、供水系统的运行,以及原料和水的供给计量,和回料的回收计量。

所述的供水系统通过水管4、原料供应系统通过加料管22、回料回收系统通过回料管32分别与加料枪28相连。优选的,如图2所示的实施例,所述加料管22、回料管32和水管4汇集于一个加料枪28,形成三管一体化的结构,三者均与一个加料枪28相连,用于与图1所示的氢发装置的加料口9000相连,或用于与图4所示带有氢发装置的汽车连接。当然,如图3所示的另一实施例,所述加料管22、回料管32和水管4为三管分体结构,三者各与一个加料枪28 相连,通过三个加料枪28分别与氢发装置的原料箱24、水箱44和回料箱34对应。更或者,所述加料管22、回料管32和水管4的任意两个管与一个加料枪 28相连,另一个管单独设置与另一个加料枪28相连。优选的,所述原料为粉状或粒状的金属氢化物,回料(即副产物)为金属氢化物与水反应后生成的固态金属氧化物。

如图2-4所示的实施例,所述加氢装置控制系统包括计量控制仪5,所述的固态加氢装置还包括风机系统,风机系统与计量控制仪5相连,风机系统分别与原料供应系统、回料回收系统相连,用于作为驱动原料供应和回料回收的动力。优选的,所述风机系统包括用于输送气流的吹送风机系统和用于形成负气压的吸引风机系统,计量控制仪5分别与吹送风机系统和吸引风机系统相连,控制二者的启动/停止。

所述原料供应系统通过第二空气管82与吹送风机系统相连,且通过加料管 22与加料枪28相连;所述回料回收系统通过第三空气管93与吸引风机系统相连,且通过回料管32与加料枪28相连;所述供水系统通过水管4与加料枪28 相连,水管4上设有水泵42,水泵42与计量控制仪5相连。所述加料枪28还包括检测单元,检测单元包括与计量控制仪5相连接的各管路量位传感器或量位传感器的检测接口,所述检测接口可以用于与设置在氢发装置内的多个量位传感器相连。例如氢发装置内的多个量位传感器至少包括分别与氢发装置内的原料箱24、水箱44对应设置的第一量位传感器、第二量位传感器,第一量位传感器用于实时监测原料箱24内的金属氢化物的量并反馈给计量控制仪5,第二量位传感器用于实时监测水箱44内的水的量并反馈给计量控制仪5;所述检测单元还可以包括与设置在回料回收系统内的传感器相连的检测接口,该传感器实时反馈回料回收系统回收的金属氧化物的量并反馈给计量控制仪5。

以下将结合图2-4和具体实施例的固态加氢装置作进一步说明。

所述加料枪28包括用于与氢发装置相连的枪头和用于控制枪头开启/关闭的手柄。

优选的,所述加料枪28与氢发装置连接后,手柄开启时,则计量控制仪5 自动启动风机系统和供水系统。

优选的,所述加料枪28还包括加料枪开关,加料枪28与氢发装置连接后,闭合加料枪开关,则计量控制仪5自动启动风机系统和供水系统。

优选的,所述加料管22、回料管32、水管4汇集于加料枪28,形成三管一体化的结构;所述的加料枪28三管一体化结构还包含与计量控制仪5相连接的各管路传感器或传感器的线路接口。

所述供水系统包括水管4,水管4与加料枪28相连,水管4包括依次设置在其上的水泵42和流量计43,水泵42和流量计43分别与计量控制仪5相连,计量控制仪5自动控制水泵42的开启/关闭,流量计43实时监测水管4内水的输出量并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述供水系统还可以为水箱,所述供水系统的水管4的入口端与水箱相连。

优选的,所述供水系统的水管4的入口端与固态加氢装置的本地水源45相连。

如图2-4所示,所述原料供应系统包括上下设置的第二捕集斗10和用于存储金属氢化物的原料罐2,第二捕集斗10下端通过第一回转阀11与原料罐2相连,原料罐2下端通过第二回转阀12与加料管22相连且通过第二空气管82与吹送风机系统相连,第一回转阀11和第二回转阀12分别与计量控制仪5相连。

优选的,所述原料罐2和第二回转阀12之间还设有第一称料斗18,原料罐 2下端通过第五回转阀与第一称料斗18相连,第五回转阀、第一称料斗18分别与计量控制仪5相连,第一称料斗18实时监测每次加入氢发装置的金属氢化物的重量并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述原料罐2还包括设置在其下部的第一称重仪17,第一称重仪 17与计量控制仪5相连,第一称重仪17实时监测原料罐2内金属氢化物的重量并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述第二捕集斗10还包括与其相连的原料管23,原料管23与材料周转区65或材料运输车55的原料仓25相连。

如图2-4所示,所述回料回收系统包括上下设置则第一捕集斗13和用于存储回收的金属氧化物的回料罐3,第一捕集斗13通过第三回转阀14与回料罐3 相连,第一捕集斗13上端通过第三空气管93与吸引风机系统相连,第一捕集斗13中部通过回料管32与加料枪28相连。

优选的,所述第一捕集斗13还包括设置在其下部的第二称料斗19,第二称料斗19下端通过第三回转阀14与回料罐3相连,第二称料斗19与计量控制仪 5相连,第二称料斗19实时监测每次从氢发装置回收的金属氧化物的量并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述第一捕集斗13内设置传感器,传感器与计量控制仪5相连,传感器实时检测第一捕集斗13内金属氧化物的量,并反馈给计量控制仪5。

优选的,所述回料罐3还包括设置在其下部的第二称重仪16,第二称重仪 16实时监测回料罐3内的金属氧化物的量并反馈给加量控制仪5,回料罐3下端设置第四回转阀15,第四回转阀15通过第四空气管83与吹送风机系统相连且与回收管33相连,回收管33与材料周转区65或材料运输车55的回料仓35 相连。

如图2-4所示,所述风机系统包括用于输送气流的吹送风机系统和用于形成负气压的吸引风机系统。

所述吹送风机系统包括与计量控制仪5相连的吹送风机6,依次与吹送风机 6相连的第一过滤器81、第一空气切换阀8,以及分别与第一空气切换阀8相连的第二空气管82、第四空气管83;所述计量控制仪5与第一空气切换阀8相连并控制第一空气切换阀8的切换,计量控制仪5控制吹送风机6的启动/停止。

所述吸引风机系统包括与计量控制仪5相连的吸引风机7,依次与吸引风机 7相连的第二过滤器91、第二空气切换阀9,以及分别与第二空气切换阀9相连的第一空气管92、第三空气管93;所述计量控制仪5与第二空气切换阀9相连并控制第二空气切换阀9的切换,计量控制仪5控制吸引风机7的启动/停止。

如图2-4所示,本实施例的固态加氢装置还包括控制系统柜1,计量控制仪 5、风机系统、供水系统的水泵42和流量计43均设置在控制系统柜1内。

优选的,如图4所示,本实施例的固态加氢装置是固定站点,与材料运输车55配合使用,材料运输车55包括原料仓25和回料仓35,原料仓25用于存储固态金属氢化物,回料仓35用于存储固态金属氧化物。

优选的,如图3所示,本实施例的固态加氢装置是可移动的,例如将固态加氢装置安装在机动车上,以满足固态加氢装置的机动性,为氢能源车、固态氢能源电站和/或固态氢能源热能系统补充固态氢的需求,可移动的固态加氢装置与材料周转区65配合,材料周转区65包括原料仓25和回料仓35,原料仓 25用于存储的固态金属氢化物,回料仓35用于存储固态金属氧化物。

如图2-4所示,本实施例固态加氢装置的工作过程如下:

步骤1:为原料罐2补充金属氢化物

(11)将原料管23插入材料周转区65或材料运输车55的原料仓25内;

(12)操作计量控制仪5,使固态加氢装置进入补充原料状态,风机系统的吸引风机系统启动;

(13)所述吸引风机系统的吸引风机7工作,通过第一空气管92使第二捕集斗10进入负气压状态,金属氢化物经原料管23进入第二捕集斗10内;

(14)适量金属氢化物进入第二捕集斗10后,计量控制仪5自动停止吸引风机7,并打开第一回转阀11,使金属氢化物进入原料罐2内;

(15)第一称重仪17实时监测原料罐2内金属氢化物的量,并反馈给计量控制仪5,达到预定值时,停止向原料罐2补充金属氢化物;

步骤2:从回料罐3回收金属氧化物

(21)将回料管33插入材料周转区65或材料运输车55的回料仓35内;

(22)操作计量控制仪5,使固态加氢装置进入回料回收状态,风机系统的吹送风机系统启动;

(23)所述吹送风机系统的吹送风机6工作,计量控制仪5控制第四回转阀15打开,吹送风机6输出的气流将金属氧化物输送至回料仓35内;

(24)所述第二称重仪16实时监测回料罐3内回料的量并反馈给计量控制仪5,当回料罐5内的回料全部被转移至回料仓35时,计量控制仪5自动停止吹送风机6并关闭第四回转阀15;

需要指出的是,步骤1和步骤2既可以同步进行,也可以分开进行。优选的,步骤1和步骤2同步进行,以节约程序和操作时间。

步骤3:为氢发装置补充金属氢化物和水,并回收金属氧化物

(31)将加料枪28与氢发装置的加料口9000相连,即将固态加氢装置的原料罐2、供水系统和回料罐3分别与氢发装置的原料箱24、水箱44和回料箱 34一一对应;

(32)启动加料枪28的加料枪开关,计量控制仪5自动启动风机系统、供水系统;

(33)所述计量控制仪5控制第五回转阀打开,使适量金属氢化物由原料罐2进入第一称料斗18,然后关闭第五回转阀,第一称重仪17实时监测原料罐 2内金属氢化物的量并反馈给计量控制仪5;

然后,所述计量控制仪5打开第二回转阀12,风机系统的吹送风机系统输出的气流将原料从第一称料斗18输送至原料箱24内,第一称料斗18实时监测每次向原料箱24输送的金属氢化物的量并反馈给计量控制仪5;

当设置在原料箱24内的第一量位传感器检测到原料箱24内的金属氢化物的量达到预定值并反馈给计量控制仪5,计量控制仪5控制固态加氢装置停止向氢发装置补充金属氢化物;或者计量控制仪5根据预设值进行添加,在添加到预设量后,控制固态加氢装置停止向氢发装置补充金属氢化物;

(34)所述计量控制仪150自动控制水泵42打开,流量计43实时监测向水箱44输入的水的量并反馈给计量控制仪5;当水箱44内的第二量位传感器检测到水箱44内的水的量达到预定值时,计量控制仪5控制固态加氢装置停止向氢发装置补充水;或者,计量控制仪5根据预设值进行添加,在添加到预设量后,控制固态加氢装置停止向氢发装置补充水;

(35)所述吸引风机系统使第一捕集斗13进入负气压状态,第一捕集斗13 分次(次数依回料箱34内的金属氧化物的量的不同而不同)从回料箱34回收金属氧化物,第二称料斗19实时监测第一捕集斗13每次从回料箱34回收的金属氧化物的量并反馈给计量控制仪5;

当适量回料进入第一捕集斗13后,计量控制仪5自动停止吸引风机系统,并打开第三回转阀14,回料由第一捕集斗13进入回料罐3内,第二称重仪16 实时监测回料罐3内回料量并反馈给计量控制仪5;

重复上述步骤,直至氢发装置内的全部金属氧化物被回收入回料罐3内;

需要指出的是,当设置在第一捕集斗13内的传感器检测到由回料箱34进入捕集斗13的金属氧化物的量没有增加时,反馈给计量控制仪5,计量控制仪 5控制回料回收系统停止向氢发装置回收金属氧化物;

需要指出的是,步骤(33)、(34)、(35)可以同步进行,步骤(33)、(34)、 (35)也可以分布进行。优选的,步骤(33)、(34)、(35)同步进行,以节约程序和操作时间。

步骤3结束后,所述计量控制仪5依据第一称重仪17、第一称料斗18反馈的数据计算向氢发装置补充的金属氢化物的量,依据第二称重仪16、第二称料斗19反馈的数据计算向氢发装置回收的金属氧化物的量,依据流量计43计算向氢发装置补充的水的量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型的固态加氢装置所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。

例如本实用新型的固态加氢装置的另一个实施例,所述的固态加氢装置不设置风机系统,通过泵动力系统进行原料的供应和回料回收。所述的泵动力系统包括设置在水管4上的第一输出泵、设置在加料管22上的第二输出泵和设置在回料管32上的第一回收泵,第一输出泵、第二输出泵和第一回收泵均与加氢装置控制系统的计量控制仪5连接。

例如本实用新型的固态加氢装置的另一个实施例,所述的固态加氢装置可以不通过称料斗和称重仪进行计量,还可以采用设置在水管4上的第一输出流量计、设置在加料管22上的第二输出流量计和设置在回料管32上的第一回收泵流量计进行计量,第一输出流量计、第二输出流量计和第一回收泵流量计均与加氢装置控制系统的计量控制仪5连接。第一输出流量计可以采用液体流量计,第二输出流量计和第一回收泵流量计可以采用固体流量计,例如美国Omega, 德国MUTEC的流量计。

具体的,所述水管4上设有均与计量控制仪5连接的第一输出阀、第一输出泵和第一输出流量计,所述的加料管22上设有均与计量控制仪5连接的第二输出阀、第二输出泵和第二输出流量计,所述的回料管32上设有均与计量控制仪5连接的第一回收阀、第一回收泵和第一回收泵流量计。所述的固态加氢装置包括控制系统柜1,计量控制仪5、第一输出阀、第一输出泵、第一输出流量计、第二输出阀、第二输出泵、第二输出流量计、第一回收阀、第一回收泵和第一回收泵流量计均设置在控制系统柜1内。

当然,所述的固态加氢装置的也可以采用风机系统和泵动力系统混合的方式来进行加料和回收,还可以采用柔性螺杆输送的方式加料和回收。此外,风机系统也可以只采用一个风机同时作为吸引风吸引风机和吹送风机,当然这样做会导致输出效果较差且增加系统的复杂度。

如图1所示,本实用新型还公开一种可连续的氢发装置。

如图1所示,本实用新型的可连续的氢发装置包括加料口9000、氢发装置控制系统8000、用于存放金属氢化物的原料箱24、用于存放液体反应物的水箱 44、用于存储金属氢化物和液体反应物反应所得氢气的储氢罐3000、用于储存金属氢化物和液体反应物反应后所得副产物的回料箱34,原料箱24通过其第三输入管2001与氢发仓1000相连,水箱44通过其第四输入管4001与氢发仓1000 相连,储氢罐3000通过其第二输出管3001与氢发仓1000相连,回料箱34通过其第三输出管5001与氢发仓1000相连;

所述原料箱24通过第一加料管2003与加料口9000相连,水箱44通过第二加料管4004与加料口9000相连,回料箱34通过第一回收管5008与加料口 9000相连。

本实用新型的可连续氢发装置包括加料口9000、氢发仓1000、原料箱24、水箱44、储氢罐3000、回料箱34和氢发装置控制系统8000,氢发仓1000可分批次获取液体反应物和金属氢化物并作为二者反应器,回料箱34用于获取反应的副产物,可及时释放氢发仓1000的空间,储氢罐3000从氢发仓1000获取反应产生的氢气并存储,实现了氢发反应的连续化和可控化,实现了反应副产物的回收和储存,而且,原料箱24、水箱44、回料箱34分别与加料口9000连接添加金属氢化物和液体反应物,同时回料箱34与加料口9000连接将副产物输出回收,大大提高了本实用新型自动可连续氢发装置的便利性和安全性,降低了成本。

如图1所示,为本实用新型的可连续氢发装置的一个实施例。

本实用新型的自动可连续氢发装置包括氢发装置控制系统8000以及与氢发装置控制系统8000相连的氢发仓1000、原料箱24、储氢罐3000、水箱44、回料箱34和加料口9000。

所述原料箱24用于存储金属氢化物,设置在氢发仓1000上方,其通过第三输入管2001与氢发仓1000相连,第三输入管2001包括设置在其中部的第三输入阀2002,第三输入阀2002与氢发装置控制系统8000相连,原料箱24上部还通过第一加料管2003与加料口9000相连。当然,在第三输入管2001还可以设置一输入泵。

优选的,所述原料箱24内还设有用于实时检测原料箱24内金属氢化物储量的第一量位传感器。所述原料箱24内的金属氢化物在第三输入阀2002打开后,金属氢化物落入氢发仓1000内,当定量的金属氢化物(即氢发仓1000每次获取的金属氢化物的量)流出时,氢发装置控制系统8000控制第三输入阀2002 关闭。第一量位传感器实时监测原料箱24内的金属氢化物的储量,反馈给氢发装置控制系统8000以便监测储量,氢发装置控制系统8000也可以通过第一量位传感器计算每次流出的金属氢化物的量,当定量的金属氢化物(即氢发仓1000 每次获取的金属氢化物的量)流出时,氢发装置控制系统8000控制第三输入阀 2002关闭。

所述水箱44用于存储液体反应物,其通过第四输入管4001与氢发仓1000 相连,第四输入管4001包括设置在其中部的第四输入阀4002和第四输入泵 4003,第四输入阀4002和第四输入泵4003分别与氢发装置控制系统8000相连,水箱44还通过第二加料管4004与加料口9000相连。

优选的,所述水箱44内设置第二量位传感器,第二量位传感器可实时监测水箱44内的液体反应物的储量。所述氢发装置控制系统8000控制第四输入阀 4002打开、第四输入泵4003开启时,液体反应物在第四输入泵4003的作用下流入氢发仓1000,第二量位传感器可实时监测水箱44内的液体反应物的储量,反馈给氢发装置控制系统8000以便监测储量,氢发装置控制系统8000也可以通过第二量位传感器计算每次流出的液体反应物的量,当监测到定量的液体反应物(即氢发仓每次获取的液体反应物的量)流出时,则氢发装置控制系统8000 控制第四输入阀4002关闭,第四输入泵4003停止。

优选的,所述回料箱34用于从氢发仓1000获取并存储固液混合物,回料箱34包括固体箱5003和集液箱5004,固体箱5003和集液箱5004之间设置过滤网5005,过滤网5005为漏斗形结构,固体箱5003上部通过第三输出管5001 与氢发仓1000下端相连,第三输出管5001包括设置在其中部的第三输出阀 5002,第三输出阀5002与氢发装置控制系统8000相连,固体箱5003的下端通过第一回收管5008与加料口9000相连,第一回收管5008入口端口穿过集液箱 5004与过滤网5005的下端相连,集液箱5004下部通过第一回液管5006与水箱 44上部相连,第一回液管5006包括设置在其中部的第一回液泵5007,第一回液泵5007与氢发装置控制系统8000相连。

优选的,所述集液箱5004内设置液位传感器,液位传感器与氢发装置控制系统8000相连,当集液箱5004内液体达到一定液位后,液位传感器给氢发装置控制系统8000一个反馈信号,氢发装置控制系统8000控制第一回液泵5007 开启,将集液箱5004内的液体泵入水箱44内。

需要指出的是,所述回料箱34依靠氢发仓1000内的氢气压力获取氢发仓 1000内的副产物,氢发仓1000获取金属氢化物和液体反应物后,二者在氢发仓 1000内发生反应,得到副产物,此时,氢发装置控制系统8000控制第三输出管 5001的第三输出阀5002开启,副产物在氢气压力的作用下,流入回料箱34的固体箱5003中,固体箱5003内的液体在重力作用下经过滤网5005自然流入集液箱5004,并得到沉积在过滤网5005上方的固态物。当然在氢发仓1000和回料箱34之间设置泵也是可以的。需要指出的是,所述固态物是指过滤后得到的含有少量液体的固液混合物。

优选的,本实用新型自动可连续氢发装置还包设置在加料口9000处的传感器接口,传感器接口分别与第一量位传感器、第二量位传感器相连,传感器接口通过与固态加氢装置的检测单元的检测接口与加氢装置控制系统相连,第一量位传感器、第二量位传感器分别用于检测原料箱24内的固态氢储量、水箱44 内的液体反应物储量,并通过传感器接口反馈给加氢装置控制系统。当然,传感器接口也可以与氢发装置控制系统8000连接,传感器接口与固态加氢装置的检测单元的检测接口相连,使氢发装置控制系统8000与固态加氢装置的加氢装置控制系统相连。

所述储氢罐3000用于从氢发仓1000获取并存储氢气以及为氢动力设备提供氢气,通过第二输出管3001与氢发仓1000相连,第二输出管3001包括设置在其中部的第二输出阀3002和第二输出泵3003,第二输出阀3002和第二输出泵3003分别与氢发装置控制系统8000相连。

优选的,所述储氢罐3000还包括用于检测储氢罐3000内气压的压力传感器。

需要指出的,所述储氢罐3000内需保持一定的氢气储量和气压,当储氢罐 3000内的气压<气压下限时,则氢发装置控制系统8000控制第二输出阀3002打开、第二输出泵3003开启,将氢发仓1000内的氢气送入储氢罐3000中,当储氢罐3000内气压≥气压上限时,则氢发装置控制系统8000控制第二输出阀3002 关闭、第二输出泵3003停止;若储氢罐3000内需要补充氢气时,而氢发仓1000 内无氢气,则氢发仓1000从原料箱24和水箱44分别获取金属氢化物和液体反应物,反应产生氢气达到额定值后,在氢发装置控制系统8000的控制下将氢气送入储氢罐3000。

优选的,所述储氢罐3000还包括与其相连的第一输氢管3004,第一输氢管 3004与氢动力设备相连,第一输氢管3004包括设置在其中部的第一输氢气阀 3005,第一输氢气阀3005与氢能源车或氢动力设备的控制系统相连。

本实用新型的可连续氢发装置的加料模式灵活,既可对接自动的加料设备,也可手动加料。所述加料口9000用于与加氢装置相连,也可以手动加料。优选的,用于与本实用新型的固态加氢装置连接。

所述氢发仓1000分批次的分别从原料箱24和水箱44获取金属氢化物和液体反应物并使二者混合反应,得到氢气,以及固液混合物。

所述氢发仓1000内发生化学反应MgH2+H2O→Mg(OH)2+H2↑,实际反应时,水或者酸性物质的水溶液是过量的,以确保MgH2反应完全,因此,氢发仓 1000内金属氢化物和液体反应物反应,分别得到氢气和副产物,副产物为固态物或固液混合物。

需要指出的是,所述氢发装置控制系统8000控制氢发仓1000分批次的分别从原料箱24和水箱44获取金属氢化物和液体反应物,通过对氢发装置控制系统8000的编程控制实现,在程序中可规定氢发仓1000每次获取的金属氢化物的量和液体反应物的量,并参考各罐储量。

优选的,所述氢发仓1000还包括冷却装置。

优选的,所述冷却装置可使用液体降温、散热膜或空气降温的方式为氢发仓1000降温。

优选的,所述冷却装置包括设置在氢发仓1000外侧的管道或腔体,降温液体在管道或腔体中流动以为氢发仓1000降温。进一步的,降温液体可以采用水箱44内的液体反应物,也可以使用其他降温液体为氢发仓1000降温。

本实用新型的自动可连续氢发装置的工作过程分为加料过程和氢气发生过程,其中,加料过程与固态加氢装置的加料过程相同。

本实用新型的自动可连续氢发装置的氢气发生过程如下:

(1)所述氢发装置控制系统8000控制第三输入管2001的第三输入阀2002 打开,向氢发仓1000加入额定量的金属氢化物,加毕,氢发装置控制系统8000 控制第三输入阀2002关闭;

(2)所述氢发装置控制系统8000控制第四输入管4001的第四输入阀4002 打开、第四输入泵4003开启,向氢发仓加入额定量的液体反应物,加毕,氢发装置控制系统8000控制第四输入阀4002关闭、第四输入泵4003停止,得到氢气和副产物;

(3)当氢发仓1000中的压力达到额定值时,所述氢发装置控制系统8000 控制第二输出管3001的第二输出阀3002打开、第二输出泵3003开启,氢气在第二输出泵3003的作用下,由氢发仓1000进入储氢罐3000,当氢发仓1000中的压力小于设定值时,氢发装置控制系统8000控制第二输出阀3002关闭、第二输出泵3003停止。同时,氢发装置控制系统8000控制第三输出阀5002开启,副产物在氢气的压力下,由氢发仓1000流入回料箱34内,完毕后,氢发装置控制系统8000控制第三输入阀5002关闭;

(4)副产物进入回料箱34的同时,过滤网5005对副产物进行过滤,液体进入集液箱5004,当集液箱5004内的液体的液位达到一定值时,氢发装置控制系统8000控制第一回液泵5007开启,将集液箱5004内的液体转移至液体反应物储罐4000内。

需要指出的是,当原料箱24中金属氢化物的储量不足,水箱44不足,或者回料箱34中副产物过多时,可通过固态加氢装置添加原料同时回收副产物。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

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