一种金属氢化物储氢瓶及高效换热低压差方法与流程

本发明涉及一种金属氢化物储氢瓶及高效换热低压差方法，属于罐及储氢容器。

背景技术：

1、20世纪以来，人类社会不断进步，工业不断发展，传统的以煤、石油、天然气为主的能源结构给人类社会带来一系列的问题。能源的消耗支撑着社会的进步和工业的发展，而煤、石油、天然气等传统的化石能源属于不可再生资源，开采寿命有限，能源的日益枯竭是我们面临的一大挑战。石油、天然气以及煤的消耗将导致温室效应不断加剧，并将造成一系列的生态和环境问题，严重危及人类生存和发展。氢能源作为清洁能源，无论是用于绿色钢铁、绿色水泥、绿色化学品还是用于船舶和卡车的绿色驱动技术都是更优解。人们认为用氢能源取代化石能源迫在眉睫。氢的安全储运技术是整个氢能闭环产业中至关重要的一部分。与早期的高压储氢相比，固态储氢不仅储氢条件更加简单，而且由于固态储氢罐内放氢是吸热过程，因此不易出现氢泄露等安全事件。此外，固态储氢的容器更易密封且储氢密度高。基于以上优点，固态储氢被认为是极具前景的应用。

2、以金属氢化物为代表的固态储氢材料的储氢和放氢过程是化学过程，在过程中伴有巨大的热量释放和吸收。在储氢过程中，若反应放出的热量不能及时释放，储氢速度会受到影响甚至停止；类似地，在放氢过程中，若反应所需的热量不能得到及时且均匀的供给，放氢速度也会受到影响。传统的固态储氢罐在热交换方面有值得改进的地方，提高储氢罐的热交换性能可以令其储放氢的性能得到显著提高。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种金属氢化物储氢瓶及高效换热低压差方法。

2、一种金属氢化物储氢瓶，铝制内壁位于瓶体的内腔，铝制内壁有内腔空间，铝制内壁的内腔空间有金属氢化物，瓶体底部与底盖通过螺纹相连，瓶体顶部与瓶颈通过螺纹相连，铝制内壁内腔中金属氢化物的上方连接铝瓦，铝瓦的上方连接石英棉。

3、瓶颈与铝瓦之间连接石英棉，铝瓦外边缘与铝制内壁内切式紧密贴合，铝制内壁顶部与瓶颈紧密贴合，底盖与铝制内壁紧密贴合，铝制内壁与瓶体之间的空间有换热工质。

4、一种金属氢化物储氢瓶的高效换热低压差方法，含有以下步骤：瓶体内部空间主体由两部分组成，内外层空间由铝制内壁隔开，内层空间用于为储氢材料提供空间，外层空间用于存放水作为强化换热工质；瓶颈上方具有开口，在开口上设有瓶口阀；铝制内壁上部与瓶颈紧密贴合，下部与底盖紧密贴合；铝瓦置于金属氢化物之上，与铝制内壁内侧内切式紧密贴合；瓶体外层空间压力小于内层空间压力，储氢瓶与外界压差减小，外部空间换热工质增强了内层空间与外界的换热效果，同时使储氢瓶内温度分布均匀。

5、还含有以下步骤：换热工质在吸放氢时增强储氢罐内层空间与外层空间的热交换，避免可能发生的因储氢罐内层空间与外层空间换热不及时导致的吸放氢速率降低甚至停止，充液率保证储氢罐内层空间温度分布均匀，使储氢罐内层空间整体保持高吸放氢速率，加快了储氢罐的响应速度，储氢罐外层空间进行加压处理，在储氢罐内层空间压力和储存地气压之间增加了缓冲空间，降低了储氢罐与外界的压差，对储氢罐外层空间加压令换热工质的沸点升高，在储氢罐进行吸放氢时提供更优秀的换热效果。

6、本发明通过上述方案提高了储氢瓶的换热性能和安全性。

7、本发明的优点是：在容器的罐中增加了换热工质，可以在吸放氢时增强储氢罐内层空间与外层空间的热交换，避免可能发生的因储氢罐内层空间与外层空间换热不及时导致的吸放氢速率降低甚至停止，同时较高的充液率可以保证储氢罐内层空间温度分布均匀，使储氢罐内层空间整体保持高吸放氢速率，加快了储氢罐的响应速度。

8、对储氢罐外层空间进行加压处理，一方面在储氢罐内层空间压力和储存地气压之间增加了缓冲空间，降低了储氢罐与外界的压差，增强了安全性；另一方面，对储氢罐外层空间加压令换热工质的沸点升高，在储氢罐进行吸放氢时可以提供更优秀的换热效果，在提高系统安全性的同时优化了系统运行效率。

技术特征：

1.一种高效换热低压差金属氢化物储氢瓶，其特征在于，铝制内壁位于瓶体的内腔，铝制内壁有内腔空间，铝制内壁的内腔空间有金属氢化物，瓶体底部与底盖通过螺纹相连，瓶体顶部与瓶颈通过螺纹相连，铝制内壁内腔中金属氢化物的上方连接铝瓦，铝瓦的上方连接石英棉。

2.根据权利要求1所述的一种高效换热低压差金属氢化物储氢瓶，其特征在于，瓶颈与铝瓦之间连接石英棉。

3.根据权利要求1所述的一种高效换热低压差金属氢化物储氢瓶，其特征在于，铝瓦外边缘与铝制内壁内切式紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种高效换热低压差金属氢化物储氢瓶，其特征在于，铝制内壁顶部与瓶颈紧密贴合，底盖与铝制内壁紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的一种高效换热低压差金属氢化物储氢瓶，其特征在于，铝制内壁与瓶体之间的空间有换热工质。

6.一种金属氢化物储氢瓶的高效换热低压差方法，其特征在于，含有以下步骤：瓶体内部空间主体由两部分组成，内外层空间由铝制内壁隔开，内层空间用于为储氢材料提供空间，外层空间用于存放水作为强化换热工质；瓶颈上方具有开口，在开口上设有瓶口阀；铝制内壁上部与瓶颈紧密贴合，下部与底盖紧密贴合；铝瓦置于金属氢化物之上，与铝制内壁内侧内切式紧密贴合；瓶体外层空间压力小于内层空间压力，储氢瓶与外界压差减小，外部空间换热工质增强了内层空间与外界的换热效果，同时使储氢瓶内温度分布均匀。

7.根据权利要求6所述的一种金属氢化物储氢瓶的高效换热低压差方法，其特征在于，还含有以下步骤：换热工质在吸放氢时增强储氢罐内层空间与外层空间的热交换，避免可能发生的因储氢罐内层空间与外层空间换热不及时导致的吸放氢速率降低甚至停止，充液率保证储氢罐内层空间温度分布均匀，使储氢罐内层空间整体保持高吸放氢速率，加快了储氢罐的响应速度，储氢罐外层空间进行加压处理，在储氢罐内层空间压力和储存地气压之间增加了缓冲空间，降低了储氢罐与外界的压差，对储氢罐外层空间加压令换热工质的沸点升高，在储氢罐进行吸放氢时提供更优秀的换热效果。

技术总结
一种金属氢化物储氢瓶及高效换热低压差方法，属于罐及储氢容器技术领域。铝制内壁位于瓶体的内腔，铝制内壁有内腔空间，铝制内壁的内腔空间有金属氢化物，瓶体底部与底盖通过螺纹相连，瓶体顶部与瓶颈通过螺纹相连，铝制内壁内腔中金属氢化物的上方连接铝瓦，铝瓦的上方连接石英棉。本发明的优点是:在容器的罐中增加了换热工质，可以在吸放氢时增强储氢罐内层空间与外层空间的热交换，避免可能发生的因储氢罐内层空间与外层空间换热不及时导致的吸放氢速率降低甚至停止，同时较高的充液率可以保证储氢罐内层空间温度分布均匀，使储氢罐内层空间整体保持高吸放氢速率，加快了储氢罐的响应速度。

技术研发人员：程永攀,王金新,李仕钰,张海
受保护的技术使用者：北京永氢储能科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15