[发明专利]一种储放氢系统及储放氢方法

说明书

本发明实施例提出了一种储放氢系统及储放氢方法，储放氢系统包括制氢单元、储放氢单元和用氢单元，其中制氢单元用于制备氢气，其输出端连接储放氢单元的输入端，储放氢单元用于接收制氢单元的输送的氢气并吸入氢气将氢气进行存储或释放；用氢单元输入端与储放氢单元的输出端连接用于消耗氢气。本发明可以根据需求规模和储氢材料特性确定储放氢单元的容量配置，通过将储放氢系统分为不同储放氢模块，同时实现气源氢气的吸收、氢气的存储和终端氢气释放，以经济的容量配置满足生产需求，并提供了相应的储放氢操作方法。

技术领域

本发明涉及氢能与燃料电池领域技术领域，特别涉及到一种储放氢系统及储放氢方法。

背景技术

在氢能应用中，氢的按需储存和释放是影响用氢安全和成本的重要问题。目前应用最广泛的气态储氢存在安全性差、储氢密度低的问题，在大规模氢储能应用中，其爆炸危险性和超大体积储罐会造成占地和管理成本的大幅提升，且气氢储罐释放氢气不彻底，会造成一定的氢气余量损失，在释氢过程后期由于气瓶余压降低，导致释放速度变慢。

利用液态有机物和固态金属合金的吸放氢反应进行氢气存储和释放是目前储氢研究的热点方向，液态有机物和固态金属合金的储氢产物均为常压下稳定的化合物，大大提升了氢气存储的安全性，尤其是在涉及能源、发电等行业的氢储应用时，其安全优势更为重要。然而，目前行业内对于液态有机物和固态金属储氢与前端氢气生产和终端氢能利用需求的耦合还缺乏研究和认识，缺少能够指导实际生产运行的储放氢系统设计及操作方案。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本发明实施例提供了一种储放氢系统及储放氢方法，根据需求规模和储氢材料特性确定储放氢单元的容量配置，通过将储放氢系统分为不同储放氢模块，同时实现气源氢气的吸收、氢气的存储和终端氢气释放，以经济的容量配置满足生产需求，并提供了相应的储放氢操作方法。

有鉴于此，根据本发明实施例的一个方面提出了一种储放氢系统，包括：

制氢单元，其用于制备氢气；

储放氢单元，其输入端与所述制氢单元的输出端连接；所述储放氢单元包括多个并联的储放氢模块；所述储放氢模块包括设置氢气入口和氢气出口的反应器，所述反应器内设置储放氢材料用于吸收或释放氢气；所述氢气入口连接所述储放氢单元的输入端，所述氢气出口连接所述储放氢单元的输出端；和

用氢单元，其输入端与所述储放氢单元的输出端连接，用于消耗氢气。

在一些实施例中，所述氢气入口和氢气出口上分别设置流量调节阀。

在一些实施例中，所述储放氢材料的平均放氢速度小于其平均吸氢速度时，所述储放氢模块为两个，每个所述储放氢模块中所述储放氢材料的质量m₀＝q/w₁；

其中q为所述用氢单元平均时用氢流量，单位为kg/h；w₁为所述储放氢材料的平均放氢速度，单位为kgH₂/kg/h。

在一些实施例中，所述制氢单元的制氢能力Q_P＝q*w₁/w₂；

其中q为所述用氢单元平均时用氢流量，单位为kg/h；w₁为所述储放氢材料的平均放氢速度，单位为kgH₂/kg/h；w₂为所述储放氢材料的平均吸氢速度，单位为kgH₂/kg/h。

在一些实施例中，所述储放氢材料的平均放氢速度不小于其平均吸氢速度时，所述储放氢模块的数量为

N＝[(w₁/w₂+1)*A]；