一种用于氢气安全输送及应用的方法与流程

本发明属于氢气安全应用，具体涉及一种用于氢气安全输送及应用的方法。

背景技术：

1、为助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，氢能已成为加快能源转型升级的重要战略选择。现阶段，氢气的安全运输与存储，是制约氢燃料电池发展的主要原因之一，现在主要的氢气运输和存储方式通常有现场制氢，氢气运输车，固态储氢运输，掺入到天然气中进行管路输送。为了满足燃料电池对氢气的使用需求，需对天然气储氢提纯至99.99％以上，否则会导致燃料电池寿命大幅下降。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于氢气安全输送及应用的方法，使用该方法能够将氢气通过管道安全输运，并引入到家庭使用；并且无须纯化或简单纯化即可直接供给htpemfc、sofc等燃料电池系统使用。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于氢气安全输送及应用的方法，包括以下步骤：

4、s1、将氢气和惰性气体按设定比例混合成混合气体，确保所述混合气体中氢气含量在爆炸极限以下，将所述混合气体通过输送管路输送至用户终端；

5、s2、用户终端将所述混合气体直接作为燃料电池的燃料，供所述燃料电池发电或者热电联用；和/或使用催化剂将所述混合气体中的氢气催化产生热量，实现终端供热。

6、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s1中所述惰性气体为氮气，所述混合气体中氢气含量在13.7％以下。

7、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s1中所述惰性气体为氩气、二氧化碳或氦气中的一种。

8、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s1具体为：

9、通过制氢端产生气源，所述制氢端同时包括制氢设备和制氮设备，所述制氢设备和所述制氮设备分别用于产生氢气和氮气；产生的氢气和氮气分别存储在氢气储气罐和氮气储气罐内，所述氢气储气罐和所述氮气储气罐均连接同一混气罐；

10、在所述氢气储气罐和所述混气罐连接的管路上设置有第一流量计，在所述氮气储气罐和所述混气罐连接的管路上设置有第二流量计，通过所述第一流量计和所述第二流量计分别控制氢气和氮气进入所述混气罐的比例，确保每一时刻的氢气流量比不大于所述爆炸极限；

11、所述混气罐通过输送管路将所述混合气体输送至用户终端。

12、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s2中所述燃料电池具有良好的杂质气体的耐受性。

13、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s2中所述燃料电池的类型包括htpemfc、sofc燃料电池。

14、进一步，如上所述的用于氢气安全输送及应用的方法，步骤s2中将所述混合气体直接用于换热器，所述换热器一侧为水路，另一侧为氢气催化剂，氢气催化剂侧同时接入空气及所述混合气体，经催化剂反应生成热和水，产生的热对水进行加热，达到升温取暖加热的目的。

15、与现有技术相比，本发明提供的用于氢气安全输送及应用的方法，具有以下有益效果：

16、1、本发明通过使用惰性气体稀释氢气，将氢气浓度降低至爆炸极限以下，可以有效地将该混合气体通过管道安全输运，并引入到家庭使用。因输送管路内氢气浓度始终低于爆炸极限，所以具有较高的安全性。

17、2、客户端采用htpemfc或sofc燃料电池模块，将氢气直接作为燃料电池燃料，可供燃料电池发电或者热电联用。因htpemfc或sofc等高温燃料电池具有良好的杂质气体的耐受性，该混合气体无须纯化或简单纯化即可直接供给燃料电池系统使用。

18、3、客户端也可使用换热器，换热器一侧为水路，另外一侧为氢气催化剂，催化剂侧同时接入空气及该混合气体，经催化剂反应生成热和水，产生的热对水进行加热，达到升温取暖加热的目的。

技术特征：

1.一种用于氢气安全输送及应用的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s1中所述惰性气体为氮气，所述混合气体中氢气含量在13.7％以下。

3.根据权利要求1所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s1中所述惰性气体为氩气、二氧化碳或氦气中的一种。

4.根据权利要求2所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s1具体为：

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s2中所述燃料电池具有良好的杂质气体的耐受性。

6.根据权利要求5所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s2中所述燃料电池的类型包括htpemfc、sofc燃料电池。

7.根据权利要求2或3所述的用于氢气安全输送及应用的方法，其特征在于，步骤s2中将所述混合气体直接用于换热器，所述换热器一侧为水路，另一侧为氢气催化剂，氢气催化剂侧同时接入空气及所述混合气体，经催化剂反应生成热和水，产生的热对水进行加热，达到升温取暖加热的目的。

技术总结本发明公开了一种用于氢气安全输送及应用的方法，涉及氢气安全应用技术领域，该方法包括：将氢气和惰性气体按设定比例混合成混合气体，确保所述混合气体中氢气含量在爆炸极限以下，将所述混合气体通过输送管路输送至用户终端；用户终端将所述混合气体直接作为HTPEMFC、SOFC等燃料电池的燃料，供所述燃料电池发电或者热电联用；和/或使用催化剂将所述混合气体中的氢气催化产生热量，实现终端供热。本发明所提供的方法可大幅降低氢气运输的成本与风险，也可以有效地降低现场氢气使用的安全隐患。技术研发人员：张英德,付云鹏,黄超然,郭鑫,郑俊荣受保护的技术使用者：北京青木子科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5