特高压加氢能源(什么是加氢?)
1. 什么是加氢?
加氢是:氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应属还原的范畴。
根据吕·查德里原理,低温、高压有利于化学平衡向加氢反应方向移动。加氢过程所需的温度决定于所用催化剂的活性,活性高者温度可较低。对于在反应温度条件下平衡常数较小的加氢反应(如由一氧化碳加氢合成甲醇),为了提高平衡转化率,反应过程需要在高压下进行,并且也有利于提高反应速度。采用过量的氢,不仅可加快反应速度和提高被加氢物质的转化率,而且有利于导出反应热。过量的氢可循环使用。常用的加氢反应器有两类:一类用于高沸点液体或固体(固体需先溶于溶剂或加热熔融)原料的液相加氢过程,如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。液相加氢常在加压下进行,过程可以是间歇式的,也可以是连续的。间歇液相加氢常采用具有搅拌装置的压力釜或鼓泡反应器。连续液相加氢可采用涓流床反应器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程,如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等,反应器的类型可以是列管式或塔式。在高温、高压下,氢与钢材中的碳原子能化合生成甲烷,使钢材变脆,称为氢蚀。故高压加氢的反应器,必须采用合金钢材。氢是易燃、易爆物质,加氢过程必须考虑安全措施。
2. 重整加氢工艺过程?
重整加氢工艺的过程是基于高压气态氢的储运方式,主要以站外长管拖车供氢为主。站外长管拖车供氢的高压气态储氢加氢站工艺流程,通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐,车辆加氢时,长管拖车或储氢罐中输出的氢气,通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。
这三大设备的性能参数决定了加氢站的整体加注能力和储氢能力。
在建站规模确定的情况下,通过设备参数和设备数量的匹配,以达到加氢站最优和最经济的设备配置。
3. 加氢站跟加天然气站区别?
现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。站内制氢加氢站技术:来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。外供氢加氢站技术:来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。国际上大多数国家的加氢站采用的都是站内制氢加氢站技术,但是制氢设备各不相同。这种单个建站的方式比加油站复杂、投资更高、审批更难,较难像加油站那样简单、高效、普及率高。中国目前很少有用这种加氢站所以暂不做讨论。加氢站的工作原理(以外供氢加氢站为例)氢气通过管束槽车运输至加氢站,经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中,再通过氢气加气机为燃料电池汽车加注氢气。当管束槽车的压力足够高时,可从槽车中直接给车辆加氢;压力不够部分从氢气高压储罐中给汽车进行补充氢气。实际操作中,氢气储罐可由多个压力级别不同的储罐并联而成,先将低压储罐中的氢气用于加注,直到低压储罐与车载容器达到压力平衡,再换为高压储罐进行加注。加氢站的主要设备及其发展方向:提高技术标准,逐步实现压缩机国产化。加氢站的主要设备包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等,其中压缩机占总成本较高(约30%)。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程,从而降低加氢站的建设成本,促进氢能产业链的发展。高压储氢装置一般有两种方式,一种是用具有较大容积的气瓶,该类气瓶的单个水容积在 600L~1500L之间,为无缝锻造压力容器;另一种是采用小容积的气瓶,单个气瓶的水容积在 45L~80L。从成本角度看,大型储氢瓶的前期投资成本较高,但后期维护费用低,且安全性和可靠性较高。氢气压缩设备常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机,该型压缩机靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。氢气压缩机在加氢站中占据重要地位,目前我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购。未来国内加氢站与生产压缩机的外资企业加强合作以及加快国产化速度的情况下,有望将压缩机的成本减少 50%以上。氢气加注设备氢气加注设备与天然气加注设备原理相似,由于氢气的加注压力达到 35Mpa,远高于天然气 25Mpa的压力,因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同,加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置 TK16和 TK25两种规格的加氢枪,最大加注流量分别为 2kg/min和 5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟,加注一辆公交车约需要10-15分钟。站控系统作为加氢站的神经中枢,站控系统控制着整个加氢站的所有工艺流程有条不紊的进行,站控系统功能是否完善对于保证加氢站的正常运行有着至关重要的作用。燃料电池的商业化应用的拦路虎已经不是其自身的成本,而是氢气的使用成本。燃料电池车和加氢站的问题类似于“鸡蛋谁先”的问题。加氢站不先建,燃料电池车无法加氢跑不起来;燃料电池车不够,加氢站的成本根本收不回来。那么,建一个加氢站要多少钱?加氢站主要的设备有卸气柱、压缩机、储氢瓶组、加注机。卸气柱是用来对接管束车,导流氢气进压缩机,压缩机将氢气压成高压,储存进储氢瓶组存储,当需要时候,氢气经加注机加到燃料电池车上。以一座日加氢量200kg的外供氢加氢站来说,主要的设备成本如下:见图在没有算购买土地的情况下(土地这个差异太大),建一座加氢站设备成本约为450万左右。另外还需要算土建和安装费用。以目前已建成加氢站来看,按加氢规模不同投资800万到2000万之间。加氢站的建站成本和加油站对比并没有什么劣势,而且如果加氢站中所用的压缩机和加注机进一步国产化之后,加氢站的建站成本能下降不少。但可惜建站成本对终端加注成本影响并不大。加注成本39元中近45%是氢气原料成本,运输成本占比也达20%以上。可见,制氢和运氢/储氢这两项成本才是当今燃料电池车推广运营最大的拦路虎。而且规模化的红利对制氢和运氢的成本并没有太多影响。因此,新型、高效、廉价的制氢和运氢技术才是燃料电池完全市场化的救星。更多技术探索加油站改建技术可实现低成本加氢功能引入。改造加油站主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级。加氢站的降本之路:努力压缩制氢和运输成本制氢和运输成本是构成氢气价格的决定性因素,和国外相比,在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势。目前在国内建设一座加氢站(35Mpa)的投资在 200~250 万美元之间,日本建设一座中型加氢站( 300Nm3/h) 投资在 500~550 万美元; 在美国, 约需要280~350万美元。从政策力度方面来看,中国建设加氢站的补贴额度较美国和日本更高,降低了国内加氢站建设中的固定成本投资部分。这主要是由于,在日本、美国等地,加氢站的建造和维护标准比较严苛, 导致这部分成本远超中国。此外,中国为建造加氢站提供的补贴政策也优于日本和美国。影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现,影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本(约占 38%)和加氢站固定成本(约占 26%),而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本(约占 65%)。这说明,要降低我国加氢站整体的成本,在补贴力度较强的现阶段来看, 选择合适的氢源,并降低氢气运输与储藏的成本,是最适当的选择。长远来看,随着行业的发展和补贴额度的下降,通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。现阶段国内最宜选取的制氢运氢方式讨论目前,制备氢气主要方式有以下几种:氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资源制氢(石油裂解、水煤气法等)和新型制氢方法(生物质、光化学等)。在现阶段,选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢的路线,已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。
4. 煤化油制造方法?
煤化油是一种从煤炭中提炼的液体燃料,其制造方法主要包括以下几个步骤:
煤气化:将煤炭加热至高温下,与氧气或蒸汽反应,产生可燃气体,即煤气。这个过程称为煤气化,可以使用不同的气化技术,如煤气化炉、氧气气化等。
煤气净化:煤气中含有杂质和有害物质,需要经过净化处理。这包括去除硫化物、氮化物和其他杂质,以保证最终产品的质量。
煤气转化:将煤气经过一系列化学反应转化为液体烃类。这个过程涉及多个步骤,包括水煤气变换(WGS)、费舍尔-特罗普什(F-T)合成等。
分离和精炼:将转化后的混合物进行分离和精炼,以获得目标产品,即煤化油。这个过程通常包括蒸馏、萃取、氢化等操作。
需要注意的是,煤化油的制造方法可以根据不同的工艺和技术进行调整和改进。此外,煤化油的制造是一个复杂的过程,需要高温、高压和特殊设备,同时也会产生废水、废气和固体废弃物等副产品,对环境造成一定的影响。因此,在实际应用中,需要考虑到经济性、环境影响和可持续性等因素。
5. 什么是加氢?
加氢是:氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应属还原的范畴。
根据吕·查德里原理,低温、高压有利于化学平衡向加氢反应方向移动。加氢过程所需的温度决定于所用催化剂的活性,活性高者温度可较低。对于在反应温度条件下平衡常数较小的加氢反应(如由一氧化碳加氢合成甲醇),为了提高平衡转化率,反应过程需要在高压下进行,并且也有利于提高反应速度。采用过量的氢,不仅可加快反应速度和提高被加氢物质的转化率,而且有利于导出反应热。过量的氢可循环使用。常用的加氢反应器有两类:一类用于高沸点液体或固体(固体需先溶于溶剂或加热熔融)原料的液相加氢过程,如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。液相加氢常在加压下进行,过程可以是间歇式的,也可以是连续的。间歇液相加氢常采用具有搅拌装置的压力釜或鼓泡反应器。连续液相加氢可采用涓流床反应器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程,如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等,反应器的类型可以是列管式或塔式。在高温、高压下,氢与钢材中的碳原子能化合生成甲烷,使钢材变脆,称为氢蚀。故高压加氢的反应器,必须采用合金钢材。氢是易燃、易爆物质,加氢过程必须考虑安全措施。
6. 什么是加氢?
加氢是:氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应属还原的范畴。
根据吕·查德里原理,低温、高压有利于化学平衡向加氢反应方向移动。加氢过程所需的温度决定于所用催化剂的活性,活性高者温度可较低。对于在反应温度条件下平衡常数较小的加氢反应(如由一氧化碳加氢合成甲醇),为了提高平衡转化率,反应过程需要在高压下进行,并且也有利于提高反应速度。采用过量的氢,不仅可加快反应速度和提高被加氢物质的转化率,而且有利于导出反应热。过量的氢可循环使用。常用的加氢反应器有两类:一类用于高沸点液体或固体(固体需先溶于溶剂或加热熔融)原料的液相加氢过程,如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。液相加氢常在加压下进行,过程可以是间歇式的,也可以是连续的。间歇液相加氢常采用具有搅拌装置的压力釜或鼓泡反应器。连续液相加氢可采用涓流床反应器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程,如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等,反应器的类型可以是列管式或塔式。在高温、高压下,氢与钢材中的碳原子能化合生成甲烷,使钢材变脆,称为氢蚀。故高压加氢的反应器,必须采用合金钢材。氢是易燃、易爆物质,加氢过程必须考虑安全措施。
7. 重整加氢工艺过程?
重整加氢工艺的过程是基于高压气态氢的储运方式,主要以站外长管拖车供氢为主。站外长管拖车供氢的高压气态储氢加氢站工艺流程,通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐,车辆加氢时,长管拖车或储氢罐中输出的氢气,通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。
这三大设备的性能参数决定了加氢站的整体加注能力和储氢能力。
在建站规模确定的情况下,通过设备参数和设备数量的匹配,以达到加氢站最优和最经济的设备配置。
8. 加氢站跟加天然气站区别?
现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。站内制氢加氢站技术:来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。外供氢加氢站技术:来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。国际上大多数国家的加氢站采用的都是站内制氢加氢站技术,但是制氢设备各不相同。这种单个建站的方式比加油站复杂、投资更高、审批更难,较难像加油站那样简单、高效、普及率高。中国目前很少有用这种加氢站所以暂不做讨论。加氢站的工作原理(以外供氢加氢站为例)氢气通过管束槽车运输至加氢站,经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中,再通过氢气加气机为燃料电池汽车加注氢气。当管束槽车的压力足够高时,可从槽车中直接给车辆加氢;压力不够部分从氢气高压储罐中给汽车进行补充氢气。实际操作中,氢气储罐可由多个压力级别不同的储罐并联而成,先将低压储罐中的氢气用于加注,直到低压储罐与车载容器达到压力平衡,再换为高压储罐进行加注。加氢站的主要设备及其发展方向:提高技术标准,逐步实现压缩机国产化。加氢站的主要设备包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等,其中压缩机占总成本较高(约30%)。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程,从而降低加氢站的建设成本,促进氢能产业链的发展。高压储氢装置一般有两种方式,一种是用具有较大容积的气瓶,该类气瓶的单个水容积在 600L~1500L之间,为无缝锻造压力容器;另一种是采用小容积的气瓶,单个气瓶的水容积在 45L~80L。从成本角度看,大型储氢瓶的前期投资成本较高,但后期维护费用低,且安全性和可靠性较高。氢气压缩设备常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机,该型压缩机靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。氢气压缩机在加氢站中占据重要地位,目前我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购。未来国内加氢站与生产压缩机的外资企业加强合作以及加快国产化速度的情况下,有望将压缩机的成本减少 50%以上。氢气加注设备氢气加注设备与天然气加注设备原理相似,由于氢气的加注压力达到 35Mpa,远高于天然气 25Mpa的压力,因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同,加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置 TK16和 TK25两种规格的加氢枪,最大加注流量分别为 2kg/min和 5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟,加注一辆公交车约需要10-15分钟。站控系统作为加氢站的神经中枢,站控系统控制着整个加氢站的所有工艺流程有条不紊的进行,站控系统功能是否完善对于保证加氢站的正常运行有着至关重要的作用。燃料电池的商业化应用的拦路虎已经不是其自身的成本,而是氢气的使用成本。燃料电池车和加氢站的问题类似于“鸡蛋谁先”的问题。加氢站不先建,燃料电池车无法加氢跑不起来;燃料电池车不够,加氢站的成本根本收不回来。那么,建一个加氢站要多少钱?加氢站主要的设备有卸气柱、压缩机、储氢瓶组、加注机。卸气柱是用来对接管束车,导流氢气进压缩机,压缩机将氢气压成高压,储存进储氢瓶组存储,当需要时候,氢气经加注机加到燃料电池车上。以一座日加氢量200kg的外供氢加氢站来说,主要的设备成本如下:见图在没有算购买土地的情况下(土地这个差异太大),建一座加氢站设备成本约为450万左右。另外还需要算土建和安装费用。以目前已建成加氢站来看,按加氢规模不同投资800万到2000万之间。加氢站的建站成本和加油站对比并没有什么劣势,而且如果加氢站中所用的压缩机和加注机进一步国产化之后,加氢站的建站成本能下降不少。但可惜建站成本对终端加注成本影响并不大。加注成本39元中近45%是氢气原料成本,运输成本占比也达20%以上。可见,制氢和运氢/储氢这两项成本才是当今燃料电池车推广运营最大的拦路虎。而且规模化的红利对制氢和运氢的成本并没有太多影响。因此,新型、高效、廉价的制氢和运氢技术才是燃料电池完全市场化的救星。更多技术探索加油站改建技术可实现低成本加氢功能引入。改造加油站主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级。加氢站的降本之路:努力压缩制氢和运输成本制氢和运输成本是构成氢气价格的决定性因素,和国外相比,在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势。目前在国内建设一座加氢站(35Mpa)的投资在 200~250 万美元之间,日本建设一座中型加氢站( 300Nm3/h) 投资在 500~550 万美元; 在美国, 约需要280~350万美元。从政策力度方面来看,中国建设加氢站的补贴额度较美国和日本更高,降低了国内加氢站建设中的固定成本投资部分。这主要是由于,在日本、美国等地,加氢站的建造和维护标准比较严苛, 导致这部分成本远超中国。此外,中国为建造加氢站提供的补贴政策也优于日本和美国。影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现,影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本(约占 38%)和加氢站固定成本(约占 26%),而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本(约占 65%)。这说明,要降低我国加氢站整体的成本,在补贴力度较强的现阶段来看, 选择合适的氢源,并降低氢气运输与储藏的成本,是最适当的选择。长远来看,随着行业的发展和补贴额度的下降,通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。现阶段国内最宜选取的制氢运氢方式讨论目前,制备氢气主要方式有以下几种:氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资源制氢(石油裂解、水煤气法等)和新型制氢方法(生物质、光化学等)。在现阶段,选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢的路线,已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。
9. 加氢站跟加天然气站区别?
现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。站内制氢加氢站技术:来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。外供氢加氢站技术:来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。国际上大多数国家的加氢站采用的都是站内制氢加氢站技术,但是制氢设备各不相同。这种单个建站的方式比加油站复杂、投资更高、审批更难,较难像加油站那样简单、高效、普及率高。中国目前很少有用这种加氢站所以暂不做讨论。加氢站的工作原理(以外供氢加氢站为例)氢气通过管束槽车运输至加氢站,经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中,再通过氢气加气机为燃料电池汽车加注氢气。当管束槽车的压力足够高时,可从槽车中直接给车辆加氢;压力不够部分从氢气高压储罐中给汽车进行补充氢气。实际操作中,氢气储罐可由多个压力级别不同的储罐并联而成,先将低压储罐中的氢气用于加注,直到低压储罐与车载容器达到压力平衡,再换为高压储罐进行加注。加氢站的主要设备及其发展方向:提高技术标准,逐步实现压缩机国产化。加氢站的主要设备包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等,其中压缩机占总成本较高(约30%)。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程,从而降低加氢站的建设成本,促进氢能产业链的发展。高压储氢装置一般有两种方式,一种是用具有较大容积的气瓶,该类气瓶的单个水容积在 600L~1500L之间,为无缝锻造压力容器;另一种是采用小容积的气瓶,单个气瓶的水容积在 45L~80L。从成本角度看,大型储氢瓶的前期投资成本较高,但后期维护费用低,且安全性和可靠性较高。氢气压缩设备常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机,该型压缩机靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。氢气压缩机在加氢站中占据重要地位,目前我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购。未来国内加氢站与生产压缩机的外资企业加强合作以及加快国产化速度的情况下,有望将压缩机的成本减少 50%以上。氢气加注设备氢气加注设备与天然气加注设备原理相似,由于氢气的加注压力达到 35Mpa,远高于天然气 25Mpa的压力,因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同,加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置 TK16和 TK25两种规格的加氢枪,最大加注流量分别为 2kg/min和 5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟,加注一辆公交车约需要10-15分钟。站控系统作为加氢站的神经中枢,站控系统控制着整个加氢站的所有工艺流程有条不紊的进行,站控系统功能是否完善对于保证加氢站的正常运行有着至关重要的作用。燃料电池的商业化应用的拦路虎已经不是其自身的成本,而是氢气的使用成本。燃料电池车和加氢站的问题类似于“鸡蛋谁先”的问题。加氢站不先建,燃料电池车无法加氢跑不起来;燃料电池车不够,加氢站的成本根本收不回来。那么,建一个加氢站要多少钱?加氢站主要的设备有卸气柱、压缩机、储氢瓶组、加注机。卸气柱是用来对接管束车,导流氢气进压缩机,压缩机将氢气压成高压,储存进储氢瓶组存储,当需要时候,氢气经加注机加到燃料电池车上。以一座日加氢量200kg的外供氢加氢站来说,主要的设备成本如下:见图在没有算购买土地的情况下(土地这个差异太大),建一座加氢站设备成本约为450万左右。另外还需要算土建和安装费用。以目前已建成加氢站来看,按加氢规模不同投资800万到2000万之间。加氢站的建站成本和加油站对比并没有什么劣势,而且如果加氢站中所用的压缩机和加注机进一步国产化之后,加氢站的建站成本能下降不少。但可惜建站成本对终端加注成本影响并不大。加注成本39元中近45%是氢气原料成本,运输成本占比也达20%以上。可见,制氢和运氢/储氢这两项成本才是当今燃料电池车推广运营最大的拦路虎。而且规模化的红利对制氢和运氢的成本并没有太多影响。因此,新型、高效、廉价的制氢和运氢技术才是燃料电池完全市场化的救星。更多技术探索加油站改建技术可实现低成本加氢功能引入。改造加油站主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级。加氢站的降本之路:努力压缩制氢和运输成本制氢和运输成本是构成氢气价格的决定性因素,和国外相比,在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势。目前在国内建设一座加氢站(35Mpa)的投资在 200~250 万美元之间,日本建设一座中型加氢站( 300Nm3/h) 投资在 500~550 万美元; 在美国, 约需要280~350万美元。从政策力度方面来看,中国建设加氢站的补贴额度较美国和日本更高,降低了国内加氢站建设中的固定成本投资部分。这主要是由于,在日本、美国等地,加氢站的建造和维护标准比较严苛, 导致这部分成本远超中国。此外,中国为建造加氢站提供的补贴政策也优于日本和美国。影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现,影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本(约占 38%)和加氢站固定成本(约占 26%),而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本(约占 65%)。这说明,要降低我国加氢站整体的成本,在补贴力度较强的现阶段来看, 选择合适的氢源,并降低氢气运输与储藏的成本,是最适当的选择。长远来看,随着行业的发展和补贴额度的下降,通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。现阶段国内最宜选取的制氢运氢方式讨论目前,制备氢气主要方式有以下几种:氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资源制氢(石油裂解、水煤气法等)和新型制氢方法(生物质、光化学等)。在现阶段,选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢的路线,已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。
10. 高压加氢原理?
加氢反应器操作于高温高压临氢环境下,并且进入反应器的物料往往都含有硫和氮等杂质,和氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另外,加氢反应是放热反应,会使床层温度升高,但又不能出现局部过热现象。
加氢反应器的分类
依据催化加氢过程进料原料油性质的不同,相应地所采用的工艺流程和催化剂是不相同的,其反应的形式也有各异,一般有三种类型:固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。
根据反应器使用状态下,高温介质是否与器壁接触,可以分为冷壁结构及热壁结构。
11. 高压加氢原理?
加氢反应器操作于高温高压临氢环境下,并且进入反应器的物料往往都含有硫和氮等杂质,和氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另外,加氢反应是放热反应,会使床层温度升高,但又不能出现局部过热现象。
加氢反应器的分类
依据催化加氢过程进料原料油性质的不同,相应地所采用的工艺流程和催化剂是不相同的,其反应的形式也有各异,一般有三种类型:固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。
根据反应器使用状态下,高温介质是否与器壁接触,可以分为冷壁结构及热壁结构。
12. 重整加氢工艺过程?
重整加氢工艺的过程是基于高压气态氢的储运方式,主要以站外长管拖车供氢为主。站外长管拖车供氢的高压气态储氢加氢站工艺流程,通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐,车辆加氢时,长管拖车或储氢罐中输出的氢气,通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。
这三大设备的性能参数决定了加氢站的整体加注能力和储氢能力。
在建站规模确定的情况下,通过设备参数和设备数量的匹配,以达到加氢站最优和最经济的设备配置。
13. 高压加氢原理?
加氢反应器操作于高温高压临氢环境下,并且进入反应器的物料往往都含有硫和氮等杂质,和氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另外,加氢反应是放热反应,会使床层温度升高,但又不能出现局部过热现象。
加氢反应器的分类
依据催化加氢过程进料原料油性质的不同,相应地所采用的工艺流程和催化剂是不相同的,其反应的形式也有各异,一般有三种类型:固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。
根据反应器使用状态下,高温介质是否与器壁接触,可以分为冷壁结构及热壁结构。
14. 重整加氢工艺过程?
重整加氢工艺的过程是基于高压气态氢的储运方式,主要以站外长管拖车供氢为主。站外长管拖车供氢的高压气态储氢加氢站工艺流程,通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐,车辆加氢时,长管拖车或储氢罐中输出的氢气,通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。
这三大设备的性能参数决定了加氢站的整体加注能力和储氢能力。
在建站规模确定的情况下,通过设备参数和设备数量的匹配,以达到加氢站最优和最经济的设备配置。
15. 煤化油制造方法?
煤化油是一种从煤炭中提炼的液体燃料,其制造方法主要包括以下几个步骤:
煤气化:将煤炭加热至高温下,与氧气或蒸汽反应,产生可燃气体,即煤气。这个过程称为煤气化,可以使用不同的气化技术,如煤气化炉、氧气气化等。
煤气净化:煤气中含有杂质和有害物质,需要经过净化处理。这包括去除硫化物、氮化物和其他杂质,以保证最终产品的质量。
煤气转化:将煤气经过一系列化学反应转化为液体烃类。这个过程涉及多个步骤,包括水煤气变换(WGS)、费舍尔-特罗普什(F-T)合成等。
分离和精炼:将转化后的混合物进行分离和精炼,以获得目标产品,即煤化油。这个过程通常包括蒸馏、萃取、氢化等操作。
需要注意的是,煤化油的制造方法可以根据不同的工艺和技术进行调整和改进。此外,煤化油的制造是一个复杂的过程,需要高温、高压和特殊设备,同时也会产生废水、废气和固体废弃物等副产品,对环境造成一定的影响。因此,在实际应用中,需要考虑到经济性、环境影响和可持续性等因素。
16. 高压加氢原理?
加氢反应器操作于高温高压临氢环境下,并且进入反应器的物料往往都含有硫和氮等杂质,和氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另外,加氢反应是放热反应,会使床层温度升高,但又不能出现局部过热现象。
加氢反应器的分类
依据催化加氢过程进料原料油性质的不同,相应地所采用的工艺流程和催化剂是不相同的,其反应的形式也有各异,一般有三种类型:固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。
根据反应器使用状态下,高温介质是否与器壁接触,可以分为冷壁结构及热壁结构。
17. 氢能源汽车怎么加氢?
燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得的高含氢重整气。
燃料电池汽车加氢时,需要用压缩机将氢气加压至汽车储氢瓶所需要的压力后,再经加注计量装置,加注到汽车车载储氢瓶中。随着燃料电池汽车的发展及增多,要求更高的储氢瓶充装压力,以提供更多的续航里程。目前,70mpa超高压的储氢瓶的应用越来越广,为了缩短加注时间,需提高氢气加注流速和加注压力,当加注速度快、加注压力大时,由于氢气压力变化会产生储氢瓶的温度急剧升高的温升现象。当超过储氢瓶的安全工作温度上限时,将破坏储氢瓶,引发严重的安全问题。而且温升现象还会导致储氢瓶的氢气实际加注质量不能达到额定加注质量。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,有效防止了加氢过程中的氢气压力的变化,避免了压力变化导致的温升问题,保护了储氢瓶,保证了加注质量,实现了氢气高压力大流量的快速安全加注。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,包括:
步骤a,在储氢瓶中加满预定压力的液体;
步骤b,用加氢站中的氢气置换步骤a中的所述储氢瓶中的液体,所述氢气的压力与步骤a中的液体的预定压力相同。
可选地,所述液体为超纯水。
可选地,所述步骤a中,通过压力传感器监测所述储氢瓶内液体的压力,当所述储氢瓶内的液体的压力达到所述预定压力时,停止加注液体。
可选地,所述步骤b中,所述氢气在加氢站中缓慢加压到所述预设压力。
可选地,所述步骤b中,所述置换过程为所述氢气从所述储氢瓶的上端瓶口进入,所述液体从所述储氢瓶的下端的瓶尾的开口流出。
可选地,所述瓶尾的开口流出的气液混合物通过气液分离器分离后回收利用。
可选地,所述液体的加注过程及氢气的加注过程均通过控制器控制。
可选地,所述储氢瓶中的液体通过水泵不断注入液体加压。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统,所述系统用于上述的燃料电池汽车高压快速加氢方法中,包括通过进液管路与储氢瓶连通的储液装置,及通过进气管路与所述储氢瓶连通的加氢站;所述进液管路上设置有水泵。
可选地,所述储氢瓶的出口通过管路与一气液分离器连通,所述气液分离器的出口端与回气管和回水管连通,所述回气管与加氢站连通,所述回水管与储液装置连通。
可选地,所述储氢瓶的入口端设置有瓶口阀,所述储氢瓶的出口端设置有瓶尾阀;所述瓶口阀和所述瓶尾阀均与控制器通信连接。
从上述技术方案可以看出,本发明的燃料电池汽车高压快速加氢方法,先在储氢瓶中加满预定压力的液体,再用与上述液体的预定压力相同的氢气将储氢瓶中的液体排出,该过程中储氢瓶内不产生压力变化,解决了由压力变化导致的温升问题,能够实现高压力大流量的快速安全加注,避免了由于温升对储氢瓶产生的破坏,保护了储氢瓶,延长了其使用寿命,规避了加注过程中温度变化对加注质量的影响。
18. 煤化油制造方法?
煤化油是一种从煤炭中提炼的液体燃料,其制造方法主要包括以下几个步骤:
煤气化:将煤炭加热至高温下,与氧气或蒸汽反应,产生可燃气体,即煤气。这个过程称为煤气化,可以使用不同的气化技术,如煤气化炉、氧气气化等。
煤气净化:煤气中含有杂质和有害物质,需要经过净化处理。这包括去除硫化物、氮化物和其他杂质,以保证最终产品的质量。
煤气转化:将煤气经过一系列化学反应转化为液体烃类。这个过程涉及多个步骤,包括水煤气变换(WGS)、费舍尔-特罗普什(F-T)合成等。
分离和精炼:将转化后的混合物进行分离和精炼,以获得目标产品,即煤化油。这个过程通常包括蒸馏、萃取、氢化等操作。
需要注意的是,煤化油的制造方法可以根据不同的工艺和技术进行调整和改进。此外,煤化油的制造是一个复杂的过程,需要高温、高压和特殊设备,同时也会产生废水、废气和固体废弃物等副产品,对环境造成一定的影响。因此,在实际应用中,需要考虑到经济性、环境影响和可持续性等因素。
19. 氢能源汽车怎么加氢?
燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得的高含氢重整气。
燃料电池汽车加氢时,需要用压缩机将氢气加压至汽车储氢瓶所需要的压力后,再经加注计量装置,加注到汽车车载储氢瓶中。随着燃料电池汽车的发展及增多,要求更高的储氢瓶充装压力,以提供更多的续航里程。目前,70mpa超高压的储氢瓶的应用越来越广,为了缩短加注时间,需提高氢气加注流速和加注压力,当加注速度快、加注压力大时,由于氢气压力变化会产生储氢瓶的温度急剧升高的温升现象。当超过储氢瓶的安全工作温度上限时,将破坏储氢瓶,引发严重的安全问题。而且温升现象还会导致储氢瓶的氢气实际加注质量不能达到额定加注质量。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,有效防止了加氢过程中的氢气压力的变化,避免了压力变化导致的温升问题,保护了储氢瓶,保证了加注质量,实现了氢气高压力大流量的快速安全加注。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,包括:
步骤a,在储氢瓶中加满预定压力的液体;
步骤b,用加氢站中的氢气置换步骤a中的所述储氢瓶中的液体,所述氢气的压力与步骤a中的液体的预定压力相同。
可选地,所述液体为超纯水。
可选地,所述步骤a中,通过压力传感器监测所述储氢瓶内液体的压力,当所述储氢瓶内的液体的压力达到所述预定压力时,停止加注液体。
可选地,所述步骤b中,所述氢气在加氢站中缓慢加压到所述预设压力。
可选地,所述步骤b中,所述置换过程为所述氢气从所述储氢瓶的上端瓶口进入,所述液体从所述储氢瓶的下端的瓶尾的开口流出。
可选地,所述瓶尾的开口流出的气液混合物通过气液分离器分离后回收利用。
可选地,所述液体的加注过程及氢气的加注过程均通过控制器控制。
可选地,所述储氢瓶中的液体通过水泵不断注入液体加压。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统,所述系统用于上述的燃料电池汽车高压快速加氢方法中,包括通过进液管路与储氢瓶连通的储液装置,及通过进气管路与所述储氢瓶连通的加氢站;所述进液管路上设置有水泵。
可选地,所述储氢瓶的出口通过管路与一气液分离器连通,所述气液分离器的出口端与回气管和回水管连通,所述回气管与加氢站连通,所述回水管与储液装置连通。
可选地,所述储氢瓶的入口端设置有瓶口阀,所述储氢瓶的出口端设置有瓶尾阀;所述瓶口阀和所述瓶尾阀均与控制器通信连接。
从上述技术方案可以看出,本发明的燃料电池汽车高压快速加氢方法,先在储氢瓶中加满预定压力的液体,再用与上述液体的预定压力相同的氢气将储氢瓶中的液体排出,该过程中储氢瓶内不产生压力变化,解决了由压力变化导致的温升问题,能够实现高压力大流量的快速安全加注,避免了由于温升对储氢瓶产生的破坏,保护了储氢瓶,延长了其使用寿命,规避了加注过程中温度变化对加注质量的影响。
20. 氢能源汽车怎么加氢?
燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得的高含氢重整气。
燃料电池汽车加氢时,需要用压缩机将氢气加压至汽车储氢瓶所需要的压力后,再经加注计量装置,加注到汽车车载储氢瓶中。随着燃料电池汽车的发展及增多,要求更高的储氢瓶充装压力,以提供更多的续航里程。目前,70mpa超高压的储氢瓶的应用越来越广,为了缩短加注时间,需提高氢气加注流速和加注压力,当加注速度快、加注压力大时,由于氢气压力变化会产生储氢瓶的温度急剧升高的温升现象。当超过储氢瓶的安全工作温度上限时,将破坏储氢瓶,引发严重的安全问题。而且温升现象还会导致储氢瓶的氢气实际加注质量不能达到额定加注质量。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,有效防止了加氢过程中的氢气压力的变化,避免了压力变化导致的温升问题,保护了储氢瓶,保证了加注质量,实现了氢气高压力大流量的快速安全加注。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,包括:
步骤a,在储氢瓶中加满预定压力的液体;
步骤b,用加氢站中的氢气置换步骤a中的所述储氢瓶中的液体,所述氢气的压力与步骤a中的液体的预定压力相同。
可选地,所述液体为超纯水。
可选地,所述步骤a中,通过压力传感器监测所述储氢瓶内液体的压力,当所述储氢瓶内的液体的压力达到所述预定压力时,停止加注液体。
可选地,所述步骤b中,所述氢气在加氢站中缓慢加压到所述预设压力。
可选地,所述步骤b中,所述置换过程为所述氢气从所述储氢瓶的上端瓶口进入,所述液体从所述储氢瓶的下端的瓶尾的开口流出。
可选地,所述瓶尾的开口流出的气液混合物通过气液分离器分离后回收利用。
可选地,所述液体的加注过程及氢气的加注过程均通过控制器控制。
可选地,所述储氢瓶中的液体通过水泵不断注入液体加压。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统,所述系统用于上述的燃料电池汽车高压快速加氢方法中,包括通过进液管路与储氢瓶连通的储液装置,及通过进气管路与所述储氢瓶连通的加氢站;所述进液管路上设置有水泵。
可选地,所述储氢瓶的出口通过管路与一气液分离器连通,所述气液分离器的出口端与回气管和回水管连通,所述回气管与加氢站连通,所述回水管与储液装置连通。
可选地,所述储氢瓶的入口端设置有瓶口阀,所述储氢瓶的出口端设置有瓶尾阀;所述瓶口阀和所述瓶尾阀均与控制器通信连接。
从上述技术方案可以看出,本发明的燃料电池汽车高压快速加氢方法,先在储氢瓶中加满预定压力的液体,再用与上述液体的预定压力相同的氢气将储氢瓶中的液体排出,该过程中储氢瓶内不产生压力变化,解决了由压力变化导致的温升问题,能够实现高压力大流量的快速安全加注,避免了由于温升对储氢瓶产生的破坏,保护了储氢瓶,延长了其使用寿命,规避了加注过程中温度变化对加注质量的影响。
21. 煤化油制造方法?
煤化油是一种从煤炭中提炼的液体燃料,其制造方法主要包括以下几个步骤:
煤气化:将煤炭加热至高温下,与氧气或蒸汽反应,产生可燃气体,即煤气。这个过程称为煤气化,可以使用不同的气化技术,如煤气化炉、氧气气化等。
煤气净化:煤气中含有杂质和有害物质,需要经过净化处理。这包括去除硫化物、氮化物和其他杂质,以保证最终产品的质量。
煤气转化:将煤气经过一系列化学反应转化为液体烃类。这个过程涉及多个步骤,包括水煤气变换(WGS)、费舍尔-特罗普什(F-T)合成等。
分离和精炼:将转化后的混合物进行分离和精炼,以获得目标产品,即煤化油。这个过程通常包括蒸馏、萃取、氢化等操作。
需要注意的是,煤化油的制造方法可以根据不同的工艺和技术进行调整和改进。此外,煤化油的制造是一个复杂的过程,需要高温、高压和特殊设备,同时也会产生废水、废气和固体废弃物等副产品,对环境造成一定的影响。因此,在实际应用中,需要考虑到经济性、环境影响和可持续性等因素。
22. 什么是加氢?
加氢是:氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应属还原的范畴。
根据吕·查德里原理,低温、高压有利于化学平衡向加氢反应方向移动。加氢过程所需的温度决定于所用催化剂的活性,活性高者温度可较低。对于在反应温度条件下平衡常数较小的加氢反应(如由一氧化碳加氢合成甲醇),为了提高平衡转化率,反应过程需要在高压下进行,并且也有利于提高反应速度。采用过量的氢,不仅可加快反应速度和提高被加氢物质的转化率,而且有利于导出反应热。过量的氢可循环使用。常用的加氢反应器有两类:一类用于高沸点液体或固体(固体需先溶于溶剂或加热熔融)原料的液相加氢过程,如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。液相加氢常在加压下进行,过程可以是间歇式的,也可以是连续的。间歇液相加氢常采用具有搅拌装置的压力釜或鼓泡反应器。连续液相加氢可采用涓流床反应器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程,如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等,反应器的类型可以是列管式或塔式。在高温、高压下,氢与钢材中的碳原子能化合生成甲烷,使钢材变脆,称为氢蚀。故高压加氢的反应器,必须采用合金钢材。氢是易燃、易爆物质,加氢过程必须考虑安全措施。
23. 加氢站跟加天然气站区别?
现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。站内制氢加氢站技术:来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。外供氢加氢站技术:来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。国际上大多数国家的加氢站采用的都是站内制氢加氢站技术,但是制氢设备各不相同。这种单个建站的方式比加油站复杂、投资更高、审批更难,较难像加油站那样简单、高效、普及率高。中国目前很少有用这种加氢站所以暂不做讨论。加氢站的工作原理(以外供氢加氢站为例)氢气通过管束槽车运输至加氢站,经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中,再通过氢气加气机为燃料电池汽车加注氢气。当管束槽车的压力足够高时,可从槽车中直接给车辆加氢;压力不够部分从氢气高压储罐中给汽车进行补充氢气。实际操作中,氢气储罐可由多个压力级别不同的储罐并联而成,先将低压储罐中的氢气用于加注,直到低压储罐与车载容器达到压力平衡,再换为高压储罐进行加注。加氢站的主要设备及其发展方向:提高技术标准,逐步实现压缩机国产化。加氢站的主要设备包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等,其中压缩机占总成本较高(约30%)。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程,从而降低加氢站的建设成本,促进氢能产业链的发展。高压储氢装置一般有两种方式,一种是用具有较大容积的气瓶,该类气瓶的单个水容积在 600L~1500L之间,为无缝锻造压力容器;另一种是采用小容积的气瓶,单个气瓶的水容积在 45L~80L。从成本角度看,大型储氢瓶的前期投资成本较高,但后期维护费用低,且安全性和可靠性较高。氢气压缩设备常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机,该型压缩机靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。氢气压缩机在加氢站中占据重要地位,目前我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购。未来国内加氢站与生产压缩机的外资企业加强合作以及加快国产化速度的情况下,有望将压缩机的成本减少 50%以上。氢气加注设备氢气加注设备与天然气加注设备原理相似,由于氢气的加注压力达到 35Mpa,远高于天然气 25Mpa的压力,因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同,加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置 TK16和 TK25两种规格的加氢枪,最大加注流量分别为 2kg/min和 5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟,加注一辆公交车约需要10-15分钟。站控系统作为加氢站的神经中枢,站控系统控制着整个加氢站的所有工艺流程有条不紊的进行,站控系统功能是否完善对于保证加氢站的正常运行有着至关重要的作用。燃料电池的商业化应用的拦路虎已经不是其自身的成本,而是氢气的使用成本。燃料电池车和加氢站的问题类似于“鸡蛋谁先”的问题。加氢站不先建,燃料电池车无法加氢跑不起来;燃料电池车不够,加氢站的成本根本收不回来。那么,建一个加氢站要多少钱?加氢站主要的设备有卸气柱、压缩机、储氢瓶组、加注机。卸气柱是用来对接管束车,导流氢气进压缩机,压缩机将氢气压成高压,储存进储氢瓶组存储,当需要时候,氢气经加注机加到燃料电池车上。以一座日加氢量200kg的外供氢加氢站来说,主要的设备成本如下:见图在没有算购买土地的情况下(土地这个差异太大),建一座加氢站设备成本约为450万左右。另外还需要算土建和安装费用。以目前已建成加氢站来看,按加氢规模不同投资800万到2000万之间。加氢站的建站成本和加油站对比并没有什么劣势,而且如果加氢站中所用的压缩机和加注机进一步国产化之后,加氢站的建站成本能下降不少。但可惜建站成本对终端加注成本影响并不大。加注成本39元中近45%是氢气原料成本,运输成本占比也达20%以上。可见,制氢和运氢/储氢这两项成本才是当今燃料电池车推广运营最大的拦路虎。而且规模化的红利对制氢和运氢的成本并没有太多影响。因此,新型、高效、廉价的制氢和运氢技术才是燃料电池完全市场化的救星。更多技术探索加油站改建技术可实现低成本加氢功能引入。改造加油站主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级。加氢站的降本之路:努力压缩制氢和运输成本制氢和运输成本是构成氢气价格的决定性因素,和国外相比,在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势。目前在国内建设一座加氢站(35Mpa)的投资在 200~250 万美元之间,日本建设一座中型加氢站( 300Nm3/h) 投资在 500~550 万美元; 在美国, 约需要280~350万美元。从政策力度方面来看,中国建设加氢站的补贴额度较美国和日本更高,降低了国内加氢站建设中的固定成本投资部分。这主要是由于,在日本、美国等地,加氢站的建造和维护标准比较严苛, 导致这部分成本远超中国。此外,中国为建造加氢站提供的补贴政策也优于日本和美国。影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现,影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本(约占 38%)和加氢站固定成本(约占 26%),而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本(约占 65%)。这说明,要降低我国加氢站整体的成本,在补贴力度较强的现阶段来看, 选择合适的氢源,并降低氢气运输与储藏的成本,是最适当的选择。长远来看,随着行业的发展和补贴额度的下降,通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。现阶段国内最宜选取的制氢运氢方式讨论目前,制备氢气主要方式有以下几种:氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资源制氢(石油裂解、水煤气法等)和新型制氢方法(生物质、光化学等)。在现阶段,选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢的路线,已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。
24. 氢能源汽车怎么加氢?
燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得的高含氢重整气。
燃料电池汽车加氢时,需要用压缩机将氢气加压至汽车储氢瓶所需要的压力后,再经加注计量装置,加注到汽车车载储氢瓶中。随着燃料电池汽车的发展及增多,要求更高的储氢瓶充装压力,以提供更多的续航里程。目前,70mpa超高压的储氢瓶的应用越来越广,为了缩短加注时间,需提高氢气加注流速和加注压力,当加注速度快、加注压力大时,由于氢气压力变化会产生储氢瓶的温度急剧升高的温升现象。当超过储氢瓶的安全工作温度上限时,将破坏储氢瓶,引发严重的安全问题。而且温升现象还会导致储氢瓶的氢气实际加注质量不能达到额定加注质量。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,有效防止了加氢过程中的氢气压力的变化,避免了压力变化导致的温升问题,保护了储氢瓶,保证了加注质量,实现了氢气高压力大流量的快速安全加注。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种燃料电池汽车高压快速加氢方法,包括:
步骤a,在储氢瓶中加满预定压力的液体;
步骤b,用加氢站中的氢气置换步骤a中的所述储氢瓶中的液体,所述氢气的压力与步骤a中的液体的预定压力相同。
可选地,所述液体为超纯水。
可选地,所述步骤a中,通过压力传感器监测所述储氢瓶内液体的压力,当所述储氢瓶内的液体的压力达到所述预定压力时,停止加注液体。
可选地,所述步骤b中,所述氢气在加氢站中缓慢加压到所述预设压力。
可选地,所述步骤b中,所述置换过程为所述氢气从所述储氢瓶的上端瓶口进入,所述液体从所述储氢瓶的下端的瓶尾的开口流出。
可选地,所述瓶尾的开口流出的气液混合物通过气液分离器分离后回收利用。
可选地,所述液体的加注过程及氢气的加注过程均通过控制器控制。
可选地,所述储氢瓶中的液体通过水泵不断注入液体加压。
本发明还提供了一种燃料电池汽车高压快速加氢系统,所述系统用于上述的燃料电池汽车高压快速加氢方法中,包括通过进液管路与储氢瓶连通的储液装置,及通过进气管路与所述储氢瓶连通的加氢站;所述进液管路上设置有水泵。
可选地,所述储氢瓶的出口通过管路与一气液分离器连通,所述气液分离器的出口端与回气管和回水管连通,所述回气管与加氢站连通,所述回水管与储液装置连通。
可选地,所述储氢瓶的入口端设置有瓶口阀,所述储氢瓶的出口端设置有瓶尾阀;所述瓶口阀和所述瓶尾阀均与控制器通信连接。
从上述技术方案可以看出,本发明的燃料电池汽车高压快速加氢方法,先在储氢瓶中加满预定压力的液体,再用与上述液体的预定压力相同的氢气将储氢瓶中的液体排出,该过程中储氢瓶内不产生压力变化,解决了由压力变化导致的温升问题,能够实现高压力大流量的快速安全加注,避免了由于温升对储氢瓶产生的破坏,保护了储氢瓶,延长了其使用寿命,规避了加注过程中温度变化对加注质量的影响。