一种制气装置的制作方法

本申请涉及储能，具体涉及一种制气装置。

背景技术：

1、氧气、氮气等工业气体是工业生产中常用的物料，广泛用于化工、冶金、钢铁、玻璃、电子等各行各业，工业气体用量大，制气过程的电能消耗也大，特别是在高峰用电时段，电价高，导致制气过程的电费成本非常高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种制气装置，通过耦合压缩二氧化碳储能，采用谷电时段制气并储存，非谷电时段可选择停机并释放储存的气体用于生产过程，从而达到节费的目的。

2、为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种制气装置，包括储气组件和储液罐；

4、所述储气组件包括至少一个压力容器，每个所述压力容器被分隔成相互独立的产品气体腔室和储能气体腔室，所述产品气体腔室的压力和所述储能气体腔室的压力相等且均为恒定值；

5、所述产品气体腔室具有输入和输出产品气体的进气口和出气口；

6、所述储能气体腔室具有输入和输出储能气体的进气口和出气口且所述储能气体腔室的进气口和出气口分别与所述储液罐相连通；

7、所述产品气体腔室输入所述产品气体且体积增大时，所述储能气体腔室的体积随之减小且所述储能气体能从所述储能气体腔室的出气口排出、压缩、液化并输送至所述储液罐；

8、所述产品气体腔室输出产品气体且体积减小时，所述储液罐内的液体能被气化并通过所述储能气体腔室的进气口输送回所述储能气体腔室；

9、所述储能气体腔室与所述储液罐之间还设置有储热组件，所述储热组件能储存所述储能气体被压缩过程释放的热量，所述储热组件能为所述储液罐内的液体被气化后的膨胀发电过程提供热量。

10、可选的，所述产品气体腔室和所述储能气体腔室通过不受张力作用的柔性隔膜分隔。

11、可选的，所述产品气体腔室由所述柔性隔膜围成，所述柔性隔膜设置在所述压力容器内且所述柔性隔膜围成的内腔即为所述产品气体腔室；所述柔性隔膜的外表面与所述压力容器的内壁之间形成所述储能气体腔室。

12、可选的，还包括储能气体压缩装置、储能气体液化装置、蒸发器和膨胀机，所述储能气体腔室的出气口依次通过所述储能气体压缩装置和所述储能气体液化装置连通至所述储液罐的进口；所述储液罐的出口依次通过所述蒸发器和所述膨胀机连通至所述储能气体腔室的进气口。

13、可选的，所述储热组件包括用于吸热的热回收器和用于放热的复热器，所述热回收器设置在所述储能气体压缩装置和所述储能气体液化装置之间并能吸收所述储能气体压缩过程释放的热量，所述复热器设置在所述蒸发器和所述膨胀机之间并能为所述储能气体提供热量。

14、可选的，所述储热组件还包括冷罐和热罐，所述热回收器分别与所述冷罐和所述热罐相连通，所述复热器分别与所述冷罐和所述热罐相连通，所述热回收器、所述热罐、所述复热器和所述冷罐形成热循环。

15、可选的，还包括依次连通的原料空气压缩机、制气单元和产品气体压缩组件；

16、所述原料空气压缩机能将来自大气的原料空气压缩；

17、所述制气单元能将压缩后的原料空气中分离出至少一种所述产品气体；

18、所述产品气体压缩组件能将所述产品气体压缩并输送至所述产品气体腔室。

19、可选的，所述产品气体包括氧气和氮气，所述储能气体为二氧化碳。

20、可选的，所述产品气体压缩组件包括氧气压缩机和氮气压缩机，所述压力容器包括储氧罐和储氮罐，所述储氧罐设置有氧气腔室和二氧化碳腔室，所述储氮罐设置有氮气腔室和二氧化碳腔室。

21、可选的，还包括余热储存装置，所述余热储存装置能储存所述原料空气压缩机在压缩原料空气时的压缩热，并能将热量用于所述储液罐内的液体被气化的过程。

22、本申请提供的制气装置，在储气组件的压力容器分隔成了独立的产品气体腔室(如氧气、氮气等)和储能气体腔室(如二氧化碳)，利用储能气体的压缩膨胀和气液相变实现储能；储气组件中储能气体的充放与产品气体的充放协同运行，实现储气罐的满充满放和恒压运行。

23、本申请提供的制气装置通过利用储能气体的相变进行储能，采用谷电时段制气并储存产品气体如氧气或者氮气，非谷电时段可选择停机并释放储存的气体用于生产过程，从而达到降低电费成本的目的。

技术特征：

1.一种制气装置，其特征在于，包括储气组件和储液罐；

2.根据权利要求1所述的制气装置，其特征在于，所述产品气体腔室和所述储能气体腔室通过不受张力作用的柔性隔膜分隔。

3.根据权利要求2所述的制气装置，其特征在于，所述产品气体腔室由所述柔性隔膜围成，所述柔性隔膜设置在所述压力容器内且所述柔性隔膜围成的内腔即为所述产品气体腔室；所述柔性隔膜的外表面与所述压力容器的内壁之间形成所述储能气体腔室。

4.根据权利要求3所述的制气装置，其特征在于，还包括储能气体压缩装置、储能气体液化装置、蒸发器和膨胀机，所述储能气体腔室的出气口依次通过所述储能气体压缩装置和所述储能气体液化装置连通至所述储液罐的进口；所述储液罐的出口依次通过所述蒸发器和所述膨胀机连通至所述储能气体腔室的进气口。

5.根据权利要求4所述的制气装置，其特征在于，所述储热组件包括用于吸热的热回收器和用于放热的复热器，所述热回收器设置在所述储能气体压缩装置和所述储能气体液化装置之间并能吸收所述储能气体压缩过程释放的热量，所述复热器设置在所述蒸发器和所述膨胀机之间并能为所述储能气体提供热量。

6.根据权利要求5所述的制气装置，其特征在于，所述储热组件还包括冷罐和热罐，所述热回收器分别与所述冷罐和所述热罐相连通，所述复热器分别与所述冷罐和所述热罐相连通，所述热回收器、所述热罐、所述复热器和所述冷罐形成热循环。

7.根据权利要求1所述的制气装置，其特征在于，还包括依次连通的原料空气压缩机、制气单元和产品气体压缩组件；

8.根据权利要求7所述的制气装置，其特征在于，所述产品气体包括氧气和氮气，所述储能气体为二氧化碳。

9.根据权利要求8所述的制气装置，其特征在于，所述产品气体压缩组件包括氧气压缩机和氮气压缩机，所述压力容器包括储氧罐和储氮罐，所述储氧罐设置有氧气腔室和二氧化碳腔室，所述储氮罐设置有氮气腔室和二氧化碳腔室。

10.根据权利要求7所述的制气装置，其特征在于，还包括余热储存装置，所述余热储存装置能储存所述原料空气压缩机在压缩原料空气时的压缩热，并能将热量用于所述储液罐内的液体被气化的过程。

技术总结本申请提供了一种制气装置，用于储能技术领域，具体为一种制气装置，包括储液罐和至少一个压力容器的储气组件；压力容器被分隔成相互独立、压力相等且恒定的产品气体腔室和储能气体腔室；储能气体腔室具有分别与储液罐相连通的进气口和出气口；产品气体腔室体积增大/减小时储能气体腔室体积随之减小/增大且储能气体能液化并输送至储液罐或储液罐内的液体能被气化并输送回储能气体腔室；储能气体腔室与储液罐之间还设有储热组件，储热组件能储存储能气体被压缩过程释放的热量或为液体气化后的膨胀发电过程提供热量。上述制气装置通过耦合压缩二氧化碳储能，谷电时段制气储存，非谷电时段停机并释放储存的产品气体用于生产从而达到节费目的。技术研发人员：池捷成,郑开云,彭晓丽,陶林,徐振宇受保护的技术使用者：势加透博（上海）能源科技有限公司技术研发日：20231201技术公布日：2024/7/25