加氢船的制作方法

本技术涉及船舶的，具体为用于向氢动力船舶提供加氢的制氢加氢一体式加氢船。

背景技术：

1、目前航运使用的动力燃料仍以传统化石燃料为主，船舶减排压力日趋紧迫，航运的船舶面临着能源转型难题。为降低全球船舶排放，需要研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术，从而开发新型绿色船舶，取代现有的化石燃料船舶。

2、随着氢燃料电池技术的日益成熟，将氢燃料电池作为船舶动力备受推崇，且将氢燃料电池作为船舶动力，技术上已经没有壁垒。氢能船舶燃烧产物只有水，零碳排放，因此氢燃料电池船舶成为船舶业低碳转型的重要选择。

3、氢燃料电池船舶不仅用于航运业，还被设计成豪华游艇，用于水上娱乐，可集航海、运动、娱乐和休闲等功能于一体，氢气的能量密度比锂电池高，且零碳排放，因此豪华游艇采用氢燃料电池受到部分高消费人群的喜爱。

4、目前针对氢燃料电池船舶的加氢站建造在岸上，在船舶携带的氢气用尽前，就要回到加氢站进行氢气补给，限制了船舶的航运里程。

5、专利号为202110228512.3的中国发明专利，公开了一种移动集约型船用即时制氢加氢一体化系统，具有光伏发电单元、乙醇脱氢制氢单元、氢气提纯单元和氢气加注单元，安装在保障船甲板上，实现氢气的现产现用，实现氢燃料电池船舶的机动性补给。该专利以乙醇为燃料进行船载制氢加氢，但是乙醇脱氢制氢单元技术不够成熟，副反应多，生成的氢气中混有甲醛、乙烯等气体，氢气纯度较低，导致对氢气提纯单元的要求高，提纯成本高。

6、因此，亟需发明一种可在水面移动的制氢加氢一体船。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对水面上氢燃料电池船舶加氢难的技术问题，提供一种具有制氢加氢功能的加氢船。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、加氢船，包括船体，所述船体上设有船舱，所述船舱包括驾驶舱、制氢舱和加氢舱，所述制氢舱位于驾驶舱和加氢舱之间；

4、所述制氢舱内设有甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置、固态储氢罐、氢气压缩机和氢气低压储罐，所述甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置分别通过充氢管路与固态储氢罐相连，所述固态储氢罐通过氢气压缩机与氢气低压储罐相连；

5、所述加氢舱内设有储能电池、电气控制柜、逆变器和加氢机，所述储能电池、逆变器与电气控制柜之间依次电路连接，甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置和加氢机均与电气控制柜采用电路连接，所述氢气低压储罐通过加氢管路与加氢机相连。

6、通过采用上述技术方案，采用甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置两套制氢系统，电解水制氢装置制氢的耗电量较大，制备的氢气纯度高，制氢成本低，当加氢船在靠岸处，利用电网向电解水制氢装置供电来制氢，将生成的氢气储存在固态储氢罐及氢气低压储罐内，加氢船可作为岸基加氢站向氢燃料电池船舶加氢；当加氢船在靠岸处，且待加氢的氢燃料电池船舶数量较大，电解水制氢装置无法提供足量的氢气时，使用甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置共同制氢来供应氢气；甲醇重整制氢系统耗电量小，制氢成本相比于电解水制氢装置较高，当加氢船在远离岸基处制氢时，首选开启甲醇重整制氢系统，由储能电池进行供电，甲醇燃料易于存储和运输，且制备的氢气纯度高，排放的co2少。

7、甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置制备的氢气储存在固态储氢罐内，固态储氢罐的内腔中设有储氢合金，固态储氢相对于高压气态和液态储氢，储氢容量高，不需要高压或者隔热容器，而且没有爆炸危险，是非常理想的储氢方式。

8、优选的，所述甲醇重整制氢系统包括甲醇储罐、水储罐、汽化器、甲醇重整器和氢气纯化装置，所述甲醇储罐、水储罐均通过管路与汽化器相连，所述汽化器通过管路与甲醇重整器相连，所述甲醇重整器通过管路与氢气纯化装置相连，所述氢气纯化装置通过充氢管路与固态储氢罐相连。

9、通过采用上述技术方案，甲醇储罐、水储罐分别向汽化器输入甲醇和水，汽化器用于将原料甲醇和水加热汽化，然后再输入到甲醇重整器内发生重整反应产生富氢重整气，氢气纯化装置将去除富氢重整气的杂质，提纯氢气。

10、优选的，还包括光伏发电系统，所述光伏发电系统包括光伏组件和充放电控制器，所述光伏组件安装在船舱的顶部，所述光伏组件通过充放电控制器与储能电池相连。

11、通过采用上述技术方案，光伏发电系统利用太阳能发电，将电能输入到储能电池内，使得加氢船在离岸水域中航行时间长时，储能电池的电量依然可以供应甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置制氢。

12、优选的，所述固态储氢罐内部安装有加热棒和温度传感器，所述加热棒和温度传感器均与电气控制柜电路连接。

13、通过采用上述技术方案，固态储氢罐在放氢时需要对其加热，温度传感器采集固态储氢罐内部的温度值，电气控制柜控制加热棒对固态储氢罐内部加热，当温度传感器采集到的温度值达到设定温度时，电气控制柜控制加热棒停止加热，精准控制固态储氢罐内的温度值。

14、优选的，所述固态储氢罐具有出氢口，所述出氢口上安装有安全阀，所述安全阀与氢气压缩机相连。

15、通过采用上述技术方案，安全阀用于调节固态储氢罐的出氢口向外输出氢气量和流速，保证固态储氢罐可以安全输出氢气。

16、优选的，所述电解水制氢装置的一侧设置有水箱，所述水箱通过水泵与电解水制氢装置连接。

17、通过采用上述技术方案，水箱通过水泵向电解水制氢装置内输入水，电解水制氢装置对水进行电解制氢。

18、与相关技术相比较，本实用新型提供的加氢船具有如下有益效果：

19、1、本实用新型的加氢船通过甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置现场协同制氢，固态储氢罐和氢气低压储罐进行储氢，利用加氢机向氢燃料电池船舶加氢，可以驶向氢燃料电池船舶为其加氢，避免氢燃料船舶往返港口加氢，还防止氢燃料船舶携带的氢气耗尽后无法航行。

20、2、本实用新型采用固态储氢罐进行储氢，固态储氢罐相对于高压气态和液态储氢，单位体积储氢密度大、能耗低且安全性好。

21、3、本实用新型的甲醇重整制氢系统以甲醇为燃料进行重整制氢，甲醇的来源广泛，且价廉易得，易于存储及运输，甲醇的高h:c比有利于氢气的产生，甲醇制氢只需要适度的温度，不会产生额外的硫氧化物，甲醇没有c-c键，可很大程度上减少温室气体的生成。

技术特征：

1.加氢船，包括船体(10)，其特征在于，所述船体(10)上设有船舱，所述船舱包括驾驶舱(21)、制氢舱(22)和加氢舱(23)，所述制氢舱(22)位于驾驶舱(21)和加氢舱(23)之间；

2.根据权利要求1所述的加氢船，其特征在于：还包括光伏发电系统，所述光伏发电系统包括光伏组件(120)和充放电控制器，所述光伏组件(120)安装在船舱的顶部，所述光伏组件(120)通过充放电控制器与储能电池(80)相连。

3.根据权利要求1所述的加氢船，其特征在于：所述固态储氢罐(50)内部安装有加热棒和温度传感器，所述加热棒和温度传感器均与电气控制柜(90)电路连接。

4.根据权利要求1所述的加氢船，其特征在于：所述固态储氢罐(50)具有出氢口，所述出氢口上安装有安全阀，所述安全阀与氢气压缩机(60)相连。

5.根据权利要求1所述的加氢船，其特征在于：所述电解水制氢装置(40)的一侧设置有水箱(130)，所述水箱(130)通过水泵与电解水制氢装置(40)连接。

技术总结
本技术公开了加氢船，涉及加氢船舶的技术领域，包括船体和船舱，船舱包括驾驶舱、制氢舱和加氢舱；制氢舱内设有甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置、固态储氢罐、氢气压缩机和氢气低压储罐，甲醇重整制氢系统、电解水制氢装置分别通过充氢管路与固态储氢罐相连，固态储氢罐通过氢气压缩机与氢气低压储罐相连；加氢舱内设有储能电池、电气控制柜、逆变器和加氢机，储能电池、逆变器与电气控制柜之间依次电路连接，氢气低压储罐通过加氢管路与加氢机相连。本技术的加氢船现场制氢，固态储氢罐进行储氢，利用加氢机向氢燃料电池船舶加氢，避免氢燃料船舶往返港口加氢，还防止氢燃料船舶携带的氢气耗尽后无法航行。

技术研发人员：乔传宝,张荣,王华峰,尹淑彦,周璇
受保护的技术使用者：上海众氢新能源科技有限公司
技术研发日：20230315
技术公布日：2024/1/14