一种氢油加注系统
技术领域
本实用新型涉及氢气存贮设备技术领域，具体涉及一种氢油加注系统。
背景技术
目前主要的储氢方式有：气态储氢、液态储氢、合金储氢、液态有机储氢(此处简称“氢油”)等，其中，氢油储氢是借助某些不饱和的烃类(如：苯、甲苯、萘等)与氢气的一对可逆反应(加氢反应和脱氢反应)来实现的。加氢反应实现氢的储存(化学键结合)，脱氢反应实现氢的释放。氢油储氢技术具有储氢量大，储存、运输、维护、保养安全方便，便于利用现有储油和运输设备，可多次循环使用等优点。氢油储氢具有广阔的应用前景，如应用于氢燃料电池汽车，汽车在加油站加注氢油，在车内脱氢供给给氢燃料电池，该芳烃再返回加氢设备生产氢油，实现循环利用，达到绿色环保的目的。
氢油储氢技术目前处于从实验室向工业化生产过度阶段，氢油储氢技术能够得到广泛应用，主要取决于市场上是否存在安全、高效的加注系统。目前存在的氢油加注系统存在的主要问题是：结构复杂、能量利用率低，同时，氢油脱氢温度高于160℃，质子交换膜燃料电池的余热无法满足脱氢对能量的需求，燃料电池供电提供脱氢所需能量，热效率较低对氢气需求量大，热源已经成为限制有机液体储氢技术广泛应用的难题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种安全高效的氢油加注系统，实现了系统内部氢气燃烧供应热量进行脱氢，与电加热脱氢相比，热效率高，具有极高的应用。
为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种氢油加注系统，包括吸氢模块、释氢模块、气密性装置、氢燃料电池、第二储液罐，吸氢模块出口通过管道与释氢模块相连，气密性装置通过管道串接入吸氢模块，释氢模块出口分别通过两个管道与氢燃料电池和第二储液罐相连，吸氢模块包括氢气缓冲罐、开关阀、气体流量计、气体缓冲罐、吸氢室、温控温显仪、电磁阀、液体泵、第一储液罐，所述氢气缓冲罐、开关阀、气体流量计、气体缓冲罐、吸氢室与温控温显仪通过管道依次连接，第一储液罐、液体泵、电磁阀通过管道依次相连，电磁阀管道出口与吸氢室管道相连；气密性装置依次由氮气钢瓶、开关阀、气体流量计通过管道相连，管道出口与气体缓冲罐管道相连；释氢模块包括氢氧热交换器、原料热换器、鼓风机、氢气缓冲罐、气液分离器，释氢模块主回路依次由原料热换器入口、原料热换器、开关阀、氢氧热交换器、原料热换器、气液分离器、干燥器、氢气缓冲罐、氢氧热交换器通过管道相连，鼓风机通过管道与氢氧热交换器相连。
在上述技术方案中，氮气钢瓶储藏氮气，打开氮气通往吸氢模块的开关阀，向系统鼓入氮气，通过压力表和气体流量计可以判断系统气密性是否良好，在检漏完成后，再次通入氢气吹扫，以保持氢气的纯度；第一储液罐中装有作为载体油使用不饱和的芳烃(称之为“储油”)，通入的氢气和该不饱和芳烃在吸氢室进行催化反应形成饱和芳烃(称之为“氢油”)，气体缓冲罐用于检测气密性，气体填充室，可以调节管道内压力；氢油送入释氢模块，在高温高压下使得载体油与氢气之间的化学连接键断裂，从而将氢气从载体油上解析出来，解析出来的氢气直接供燃料电池使用，经过解析后的储油输送至第二储液罐存储。其中，当管内压力较大时，安全阀工作，降低管内压力，温控显仪用于显示系统管道温度，液体泵用于给储油输入管道提供动力，电磁阀控制储油进入管道的流量；进行脱氢时，鼓风机向氢氧热交换器通入空气，储氢缓冲罐中氢气同时进入氢氧热交换器，以氢氧催化燃烧为热源，以氢油为冷介质，两流体并流换热，氢氧催化燃烧温度控制为240℃，氢油流体控制在200℃，此时氢油发生脱氢反应；原料热换器，以脱氢不饱和芳烃为热介质(200℃)，氢油原料为冷介质(常温)，氢油从吸氢模块出口进入原料热换器预热后进入氢氧热交换器脱氢，两种流体逆流换热；氢油脱氢再经气液分离、干燥后得到高纯氢气，其中一部分氢气输送至氢氧催化燃烧单元，用于维持脱氢反应，剩余氢气引入燃料电池电堆发电。
优选的，所述氢气缓冲罐和所述开关阀之间还设置有调压阀、压力表、气体净化器，依次通过管道连接，由于氢气缓冲罐内气体压力较大，通过调压阀降低氢气进入管道的压力，提高系统的安全性，通过压力表读取管道气体压力，气体净化器保证进入的氢气无杂质。
优选的，所述氮气钢瓶和所述开关阀之间还设置有调压阀、压力表、气体净化器，依次通过管道连接，由于氮气钢瓶内气体压力较大，通过调压阀降低氮气进入管道的压力，提高系统的安全性，通过压力表读取管道气体压力，气体净化器保证进入的氮气无杂质。
优选的，所述原料热换器与所述氢气缓冲罐之间还设置有通过管道相连的气液分离器和干燥器，对释氢后的氢气和储油进行分离和干燥。
优选的，鼓风机与氢氧热交换器之间、氢气缓冲罐与氢氧热交换器及氢燃料电池之间设置有开关阀，各连接通道之间设置开关阀，增加了系统的柔度。
本实用新型提供的一种氢油加注系统的有益效果在于：本氢油加注系统结构简单，设计合理，实现了系统内部氢气燃烧供应热量进行脱氢，与电加热脱氢相比，热效率高，具有极高的应用价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构连接示意图。
图2为本实用新型释氢模块的连接示意图。
图中：1、氢气缓冲罐；2、氮气钢瓶；3、调压阀；4、压力表；5、气体净化器；6、开关阀；7、气体流量计；8、气体缓冲罐；9、吸氢室；10、温控温显仪；11、电磁阀；12、液体泵；13、第一储液罐；14、安全阀；15、释氢模块；151、氢氧热交换器；152、原料热换器； 153、鼓风机；154、氢气缓冲罐；155、干燥器；156、气液分离器；16、氢燃料电池；17、第二储液罐。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
实施例：一种氢油加注系统。
参照图1和图2所示，一种氢油加注系统，包括吸氢模块、释氢模块15、气密性装置、氢燃料电池16、第二储液罐17，吸氢模块出口通过管道与释氢模块15相连，气密性装置通过管道串接入吸氢模块，释氢模块15出口分别通过两个管道与氢燃料电池16和第二储液罐17相连，吸氢模块包括氢气缓冲罐1、开关阀6、气体流量计7、气体缓冲罐8、吸氢室9、温控温显仪10、电磁阀11、液体泵12、第一储液罐13，所述氢气缓冲罐1、开关阀6、气体流量计7、气体缓冲罐8、吸氢室9与温控温显仪10通过管道依次连接，第一储液罐13、液体泵12、电磁阀11通过管道依次相连，电磁阀11管道出口与吸氢室9管道相连；气密性装置依次由氮气钢瓶2、开关阀6、气体流量计7通过管道相连，管道出口与气体缓冲罐8管道相连；释氢模块15包括氢氧热交换器151、原料热换器152、鼓风机153、氢气缓冲罐154、干燥器155、气液分离器156，释氢模块15主回路依次由原料热换器152入口、原料热换器152、开关阀6、氢氧热交换器151、原料热换器152、气液分离器156、干燥器155、氢气缓冲罐154、氢氧热交换器151通过管道相连，鼓风机153通过管道与氢氧热交换器151相连。
本实例中氮气钢瓶2储藏氮气，打开氮气通往吸氢模块的开关阀6，向系统鼓入氮气，通过压力表4和气体流量计7可以判断系统气密性是否良好，在检漏完成后，再次通入氢气吹扫，以保持氢气的纯度；第一储液罐13中装有作为载体油使用不饱和的芳烃(称之为储油)，通入的氢气和储油在吸氢室9进行催化反应形成氢油，气体缓冲罐8用于储存备用气体，可以调节管道内压力；氢油送入释氢模块15，在高温高压下使得载体油与氢气之间的化学连接键断裂，从而将氢气从载体油上解析出来，解析出来的氢气直接供氢燃料电池16使用，经过解析后的储油载体油输送至第二储液罐17存储。其中，当管内压力较大时，安全阀14工作，降低管内压力，温控显仪用于显示系统管道温度，液体泵12用于给储油输入管道提供动力，电磁阀11控制储油进入管道的流量；进行脱氢时，鼓风机153向氢氧热交换器151通入空气，氢气缓冲罐154中氢气同时进入氢氧热交换器151，以氢氧催化燃烧为热源，以氢油为冷介质，两流体并流换热，氢氧催化燃烧温度控制为240℃，氢油流体控制在200℃，此时氢油发生脱氢反应；原料热换器152，以脱氢不饱和芳烃为热介质(200℃)，氢油原料为冷介质(常温)，氢油从吸氢模块出口进入原料热换器152预热后进入氢氧热交换器151脱氢，两种流体逆流换热；氢油脱氢再经气液分离、干燥后得到高纯氢气，其中一部分氢气输送至氢氧热交换器151，用于维持脱氢反应，剩余氢气引入氢燃料电池16电堆发电。
并且氢气缓冲罐1和所述开关阀6之间还设置有调压阀3、压力表4、气体净化器5，依次通过管道连接，由于氢气缓冲罐1内气体压力较大，通过调压阀3降低氢气进入管道的压力，提高系统的安全性，通过压力表4读取管道气体压力，气体净化器5保证进入的氢气无杂质；所述氮气钢瓶2和所述开关阀6之间还设置有调压阀3、压力表4、气体净化器5，依次通过管道连接，由于氮气钢瓶2内气体压力较大，通过调压阀3降低氮气进入管道的压力，提高系统的安全性，通过压力表4读取管道气体压力，气体净化器5保证进入的氮气无杂质。
进一步，原料热换器152与氢气缓冲罐154之间还设置有通过管道相连的气液分离器156 和干燥器155，对释氢后的氢气和储油进行分离和干燥。鼓风机153与氢氧热交换器151之间、氢气缓冲罐154与氢氧热交换器151及氢燃料电池16之间设置有开关阀6，各连接通道之间设置开关阀6，增加了系统的柔度。
本氢油加注系统结构简单，设计合理，同时，通过设计系统内部氢气燃烧供应热量进行脱氢，与电加热脱氢相比，热效率高，具有极高的应用价值。
以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
