一种氢气采用低压储存和混配输送的方法与流程

本发明涉及氢能源利用，具体为一种氢气采用低压储存和混配输送的方法。

背景技术：

1、氢能是一种理想的清洁能源，具有巨大的发展潜力。在氢气储存和输送领域如何方便、高效的储存和输送氢气成为亟待解决的问题。根据氢形态的不同，目前主要有固态储氢、低温液态储氢、高压气态储氢和有机液体储氢等主要储氢技术，各有特点和适用范围。其中，高压气态储氢是目前应用最广泛的储氢技术。然而，现阶段广泛使用的金属材料，特别是可用于制造高压容器的高强度材料，与氢长时接触时，都会受到氢脆的影响，即发生强度和塑性显著降低，以及低应力下的氢致滞后断裂等，一般统称为氢脆或氢损伤，时至今日，氢脆仍未有好的解决方案。氢脆风险的存在将可能导致氢气储罐发生失效，加之氢气的易燃易爆特性，极易引发火灾、爆炸甚至重大灾难。因此，氢气储氢特别是高压氢气储氢对储罐条件要求较高。

2、此外，中国氢气管道建设尚处于起步阶段，主要建设在环渤海湾、长江三角洲等区域。由于新建输氢管道需大量的费用和时间，所以很多国家开始利用已有的天然气管道进行掺氢天然气的研究和实验。在此方面的现有技术也越来越多，例如公告号为cn113090946b，名称为一种促进掺氢天然气管道内天然气与氢气混合的蚌式管道结构的发明专利，其中就公开了在原柱体管道结构内加装蚌式鼓包结构，从而扰乱来流，形成涡列或湍流，使两者更好地混合，但其仅仅是一种混合方式；再如公告号为cn110095359b，名称为高压掺氢天然气环境下的材料疲劳损伤试验方法，其中公开了利用加载轴推动钢球来对圆盘薄片试样施加载荷的方法，避免了复杂的伺服试验机构，但其也是对高压氢气的实验，氢脆风险导致的储罐寿命问题以及其带来的安全问题并不能有效解决。因此，亟需一种氢气采用低压储存和混配输送的方法来解决这个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，以解决氢脆的存在导致高压下容易发生危险，难以储存和输送，且新建输氢管道费时费钱的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，包括以下具体内容：

3、设计新式低压氢气储柜，其内部设置为活塞腔室结构，其活塞的活动方向为沿低压氢气储柜的内壁在竖直方向运动，活塞的下方为氢气储存腔室，其外侧下端连接有进气管和出气管，活塞的上方根据工作状态放置配重块；

4、采用常压制氢装置制备氢气，制得的氢气经过分离、净化连接至氢气储存腔室的进气管；

5、氢气储存腔室的出气管分为两路，分别连接中压混合管路和低压混合管路，中压混合管路中连接有加压机，其管路出口端接入中压混合气管路的进气口；低压混合管路的出口端接入低压混合气管路的进气口；

6、中压混合气管路的进气口设有两个，另一个连接中压天然气管网的来气管路；低压混合气管路的进气口设有两个，另一个连接低压焦炉煤气管网的来气管路。

7、优选的，常压制氢装置制备氢气，氢气储存腔室内进入氢气的过程中，活塞上端不放置配重块；氢气从储存腔室向出气管排出的过程中，活塞上端放置配重块，通过活塞向氢气储存腔室内的氢气施压。

8、优选的，中压混合管路和中压天然气管网的来气管路上分别设有调节阀、安全阀、温度测点和压力测点。

9、优选的，低压混合管路和低压焦炉煤气管网的来气管路上分别设有调节阀、安全阀、温度测点和压力测点。

10、优选的，常压制氢装置采用常压电解槽。

11、优选的，低压氢气储柜的进气管和出气管上分别设有止回阀。

12、优选的，低压氢气储柜(2)直径不超过60m，高度不超过100m，公称容积不超过300000m3。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、该氢气采用低压储存和混配输送的方法，可实现利用现有的焦炉煤气、天然气管道，输送氢气至各用户，无需专门新建氢气输送管道，成本低廉。

15、2、该氢气采用低压储存和混配输送的方法，设计了一种新的低压氢气储柜以适应氢气的特殊需求，采用活动的内部活塞来适应氢气的存与输，其活塞腔室内的压力通常与外部大气压相近，与现有常用的高压系统相比，氢气泄漏速度明显下降，具有更好的安全性；另外，由于采用低压储存，储柜材料寿命也明显高于高压和中压容器，利于降低氢能源使用过程中的设备维护和更换消耗。

技术特征：

1.一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于，包括以下具体内容：

2.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述常压制氢装置(1)制备氢气，氢气储存腔室内进入氢气的过程中，活塞上端不放置配重块；氢气从储存腔室向出气管排出的过程中，活塞上端放置配重块，通过活塞向氢气储存腔室内的氢气施压。

3.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述中压混合管路(3)和中压天然气管网的来气管路上分别设有调节阀、安全阀、温度测点和压力测点。

4.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述低压混合管路(4)和低压焦炉煤气管网的来气管路上分别设有调节阀、安全阀、温度测点和压力测点。

5.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述常压制氢装置(1)采用常压电解槽。

6.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述低压氢气储柜(2)的进气管和出气管上分别设有止回阀。

7.根据权利要求1所述的一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，其特征在于：所述低压氢气储柜(2)直径不超过60m，高度不超过100m，公称容积不超过300000m3。

技术总结本发明公开了一种氢气采用低压储存和混配输送的方法，涉及氢能源利用技术领域；本发明设计新式低压氢气储柜，其内部设置为活塞腔室结构，其活塞的活动方向为沿低压氢气储柜的内壁在竖直方向运动，活塞的下方为氢气储存腔室，其外侧下端连接有进气管和出气管，活塞的上方根据工作状态放置配重块；采用常压制氢装置制备氢气，制得的氢气经过分离、净化连接至氢气储存腔室的进气管；氢气储存腔室的出气管分为两路，分别连接中压混合管路和低压混合管路，中压混合管路中连接有加压机，其管路出口端接入中压混合气管路的进气口；低压混合管路的出口端接入低压混合气管路的进气口；本发明无需专门新建氢气输送管道，成本低且安全性好。技术研发人员：杨猛,巴成敏,吴光有受保护的技术使用者：中冶华天南京工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27