一种利用水管输送氢气的方法及输送管路与流程

本发明涉及氢能源输送，具体为一种利用水管输送氢气的方法及输送管路。

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。在氢气输送领域如何方便、高效和安全输送氢气成为亟待解决的问题。目前氢的输送主要是高压储罐输送、低温液态输送、管道输送这3种方式。依据输氢距离、用氢需求和终端用户分布情况，考虑到经济性和环保性，在氢输量大且距离远的场合下，利用管道进行氢气输送是最高效、最经济的方式。

2、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。新建输氢管道需大量的费用和时间，且需要考虑氢脆等问题。如果能采用现有已铺设管道或待铺设的其他资源输送管道同时实现氢气的安全输送，则可以大大缩减资源和时间成本，因此，亟需一种利用水管输送氢气的方法及输送管路来解决这个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用水管输送氢气的方法及输送管路，以解决独立铺设氢气输送管道成本高昂的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用水管输送氢气的方法，在现有的耐氢气渗透材料制成的输水管线的基础上改造，或将待建的输水管线设计为耐氢气渗透材料；先在水管拟引入氢气处的来水方向前端抽真空，保障后续引入氢气后的纯度，再将氢气引入抽真空后的水管与水混合输送；在输送到用户所在处时将气水混合物注入水箱实现气水分离，从水箱上端抽取氢气、下部输出水并分别通过不同管路实现尾端输送。

3、本发明提供的另一技术方案：一种利用水管输送氢气的输送管路，包括供水管路和输水管路，还包括氢气供气管路、氢气输气管路和气水两相流管路；其中气水两相流管路的进口端分为两路分别连接氢气供气管路和供水管路，气水两相流管路的出口端连接有密闭水箱，其上端设有出气管用于连通至氢气输气管路，下部连通输水管路；

4、氢气供气管路的中部还连接有氢气缓冲罐用于存储一定量的氢气并稳定管网压力，氢气供气管路接近气水两相流管路的一端连接有氢气引射装置；供水管路上端连接有若干个抽真空装置用于抽出供水管路中的空气。

5、优选的，氢气输气管路中还连接有抽气装置和气液分离装置，其中抽气装置连接在接近密闭水箱的一端处，用于提供氢气输送动力，气液分离装置设有若干个，其内包括位于上部的气管和位于下部的集液漏斗，集液漏斗下端通过排液管连通至输水管路。

6、优选的，氢气引射装置与气水两相流管路之间还连接有止回阀，用于防止水倒流向氢气缓冲罐。

7、优选的，气水两相流管路的进口端设置有扩径管，其横截面积大于供水管路的横截面积。

8、优选的，氢气供气管路、氢气输气管路、供水管路、输水管路和气水两相流管路均采用能防止氢气渗透的塑料材质的复合管。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、1、该利用水管输送氢气的方法简单合理，可以利用现有或待建的水管实现氢气混合输送，能够大大节约专门的氢气输送管道的开支和建造时间。

11、2、该利用水管输送氢气的输送管路，水、气、气水两相流管路均可采用聚乙烯等塑料复合管，可以避免氢脆和降低氢气逸散率，可实现安全输送氢气至各用户，还可以有效解决氢气在企业内部的输送利用问题。

技术特征：

1.一种利用水管输送氢气的方法，其特征在于：在现有的耐氢气渗透材料制成的输水管线的基础上改造，或将待建的输水管线设计为耐氢气渗透材料；先在水管拟引入氢气处的来水方向前端抽真空，保障后续引入氢气后的纯度，再将氢气引入抽真空后的水管与水混合输送；在输送到用户所在处时将气水混合物注入水箱实现气水分离，从水箱上端抽取氢气、下部输出水并分别通过不同管路实现尾端输送。

2.一种用于实现权利要求1所述的方法的输送管路，包括供水管路(21)和输水管路(22)，其特征在于：还包括氢气供气管路(11)、氢气输气管路(12)和气水两相流管路(6)；其中气水两相流管路(6)的进口端分为两路分别连接氢气供气管路(11)和供水管路(21)，气水两相流管路(6)的出口端连接有密闭水箱(7)，其上端设有出气管用于连通至氢气输气管路(12)，下部连通输水管路(22)；氢气供气管路(11)的中部还连接有氢气缓冲罐(3)用于存储一定量的氢气并稳定管网压力，氢气供气管路(11)接近气水两相流管路(6)的一端连接有氢气引射装置(4)；供水管路(21)上端连接有若干个抽真空装置(5)用于抽出供水管路(21)中的空气。

3.根据权利要求2所述的输送管路，其特征在于：所述氢气输气管路(12)中还连接有抽气装置(8)和气液分离装置(9)，其中抽气装置(8)连接在接近密闭水箱(7)的一端处，用于提供氢气输送动力，气液分离装置(9)设有若干个，其内包括位于上部的气管和位于下部的集液漏斗，集液漏斗下端通过排液管连通至输水管路(22)。

4.根据权利要求2所述的输送管路，其特征在于：所述氢气引射装置(4)与气水两相流管路(6)之间还连接有止回阀，用于防止水倒流向氢气缓冲罐(3)。

5.根据权利要求2所述的输送管路，其特征在于：所述气水两相流管路(6)的进口端设置有扩径管，其横截面积大于供水管路(21)的横截面积。

6.根据权利要求2所述的输送管路，其特征在于：所述氢气供气管路(11)、氢气输气管路(12)、供水管路(21)、输水管路(22)和气水两相流管路(6)均采用能防止氢气渗透的塑料材质的复合管。

技术总结本发明公开了一种利用水管输送氢气的方法及输送管路，涉及氢能源输送技术领域，为解决独立铺设氢气输送管道成本高昂的问题；本发明包括在现有的耐氢气渗透材料制成的输水管线的基础上改造，或将待建的输水管线设计为耐氢气渗透材料；先在水管拟引入氢气处的来水方向前端抽真空，保障后续引入氢气后的纯度，再将氢气引入抽真空后的水管与水混合输送；在输送到用户所在处时将气水混合物注入水箱实现气水分离，从水箱上端抽取氢气、下部输出水并分别通过不同管路实现尾端输送；本发明方法简单合理，可以利用现有或待建的水管实现氢气混合输送，能够大大节约专门的氢气输送管道的开支和建造时间。技术研发人员：杨猛,巴成敏,张紫晓受保护的技术使用者：中冶华天工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14