本技術涉及新能源制綠氫的，特別是涉及一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)。

背景技術：

1、以風光電作為能源電解產生的綠氫，作為下游化工裝置的綠色原料，可大幅降低化工行業(yè)的碳排放，對促進綠色化工的發(fā)展有重要意義。但風光電等可再生能源的不穩(wěn)定性成為制約其利用的因素之一。cn115459285公開了一種制氫和儲能的柔性負荷系統(tǒng)，將新能源設備與儲能設備、電網、制氫設備耦合，通過儲能電池的充放電、電網補電等措施來撫平新能源產生的電能波動。通過新能源發(fā)電制氫產生的氫氣也具有較大的波動性，也同樣是制約綠氫利用的因素之一，尤其在耦合下游化工裝置時，往往無法與化工裝置生產過程中要求的平穩(wěn)性相匹配。鑒于目前電化學儲能設施的投資高，且離網型新能源發(fā)電制氫項目越來越多，需要專門考慮系統(tǒng)的調峰功能，在接收波動性強的綠氫和輸出穩(wěn)定的氫物流之間進行柔性調控，而設置綠氫存儲功能進行調峰是其主要手段。目前氫氣存儲的主要方式有高壓氣態(tài)儲罐存儲、低溫液態(tài)存儲等，但往往有占地面積大、儲量低、需耐高壓、易泄露、氫氣液化溫度低、能耗高、對設備、儀表等材質要求高等缺陷?；瘜W存儲被認為是一種儲氫的前沿技術，cn115838157a公開了一種儲存和釋放氫氣的技術，公開了一種π-共軛基質的可逆氫化的氫氣存儲方法，cn1809505a公開了一種存儲和釋放氫氣的儲氫體系，通過內酯加氫成為二元醇來完成對氫氣的存儲，再通過二元醇脫氫產生內酯來釋放氫氣，該類方法均具有儲氫密度高、存儲成本低、方便運輸?shù)葍?yōu)點。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術中風光電等新能源制氫的波動性問題的缺點，本實用新型提供一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，應用于風光發(fā)電制氫領域，利用氣體儲氫和有機液體儲氫組合的方式進行氫氣緩存，克服風光電等新能源制氫的波動性問題，可向下游輸出相對穩(wěn)定的氫物流。

2、一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，包括通過管道依次連通的第一有機液體存儲單元、加氫單元、第二有機液體存儲單元和脫氫單元，所述脫氫單元還與所述第一有機液體存儲單元通過管道連通，還包括氫氣緩沖單元，所述氫氣緩沖單元與所述脫氫單元通過管道連通。

3、優(yōu)選地，所述第一有機液體存儲單元包括第一罐體，所述第一罐體分別與加氫單元和脫氫單元連通；

4、優(yōu)選地，所述加氫單元包括氫氣進料壓縮機；

5、優(yōu)選地，所述加氫單元包括循環(huán)氫氣壓縮機；

6、優(yōu)選地，所述加氫單元包括第一換熱件；

7、優(yōu)選地，所述加氫單元包括加氫反應器；

8、優(yōu)選地，所述加氫單元包括反應移熱器；

9、優(yōu)選地，所述第二有機液體存儲單元包括第二罐體，所述第二罐體分別與加氫單元和脫氫單元連通；

10、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括脫氫反應器；

11、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括補熱件；

12、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括第二換熱件；

13、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括氣液分離件；

14、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括氫氣壓縮機；

15、優(yōu)選地，所述脫氫單元包括氫氣純化件；

16、優(yōu)選地，所述氫氣緩沖單元為壓力罐，所述壓力罐為多個。

17、優(yōu)選地，所述加氫反應器內設有加氫催化劑；

18、優(yōu)選地，所述第一罐體中設有不飽和有機液體；

19、優(yōu)選地，所述第二罐體中設有飽和有機液體；

20、優(yōu)選地，所述脫氫反應器內設有脫氫催化劑；

21、優(yōu)選地，所述氫氣純化件為膜分離組件或psa中的一種或者多種。

22、優(yōu)選地，不飽和有機液體選自苯、甲苯、乙基咔唑、二芐基甲苯中的一種或者多種；

23、優(yōu)選地，飽和有機液體選自環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、十二氫-n-乙基咔唑、18氫二芐基甲苯中的一種或者多種。

24、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括第一輸送泵，所述第一輸送泵設于所述第一有機液體存儲單元和所述加氫單元之間的管道上。

25、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括第二輸送泵，所述第二輸送泵設于所述第二有機液體存儲單元和所述脫氫單元之間的管道上。

26、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括制氫單元，所述制氫單元與所述加氫單元通過管道連通。

27、優(yōu)選地，所述制氫單元通過管道與所述氫氣緩沖單元連通；

28、優(yōu)選地，所述制氫單元為電解水制氫單元。

29、優(yōu)選地，所述電解水制氫單元包括電解槽、氣液分離組件換和氫氣純化組件；

30、優(yōu)選地，所述電解水制氫單元采用堿性電解水制氫、質子交換膜電解水制氫或固體氧化物電解水制氫中的一種或者多種。

31、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括發(fā)電單元，所述發(fā)電單元與所述制氫單元相連；優(yōu)選地，所述發(fā)電單元(9)為風光發(fā)電單元。

32、本實用新型具有以下技術效果中的至少一項：

33、1)本實用新型中的一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)在綠電波動時，仍能向下游提供相對穩(wěn)定流量的氫氣。

34、2)本實用新型中的一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)可根據(jù)下游對綠氫的穩(wěn)定性、項目占地、成本控制等要求，靈活改變系統(tǒng)中各單元和設備的配置類型和規(guī)模以達到最優(yōu)。

35、3)對比了本實用新型和僅設置氣態(tài)緩沖罐的儲氫方式以及采用儲能電池系統(tǒng)進行綠電緩沖的綠氫輸出波動性。在向下游輸出穩(wěn)定氫物流同時，本實用新型可以大幅降低所需氣態(tài)緩沖罐的配置規(guī)模、緩解操作時罐內壓力持續(xù)波動，減少設備疲勞操作的可能性、長期運行可能存在的安全隱患。而對比儲能電池，因儲能電池的容量限制，儲氫當量遠小于液態(tài)儲氫，對氫氣的緩沖功能有限。

36、4)計算和對比了不同波動性要求下、以及本系統(tǒng)中不同配制規(guī)模下，對應的一系列綠氫波動性，對比分析不同波動性要求下對本系統(tǒng)配置規(guī)模的需求，以及有機液體儲氫配置規(guī)模對氣態(tài)儲罐所需配置規(guī)模大小的影響?？伸`活改變本系統(tǒng)中各單元和設備的配置規(guī)模以達到穩(wěn)定性、經濟性最優(yōu)。

技術特征：

1.一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，包括通過管道依次連通的第一有機液體存儲單元(1)、加氫單元(2)、第二有機液體存儲單元(3)和脫氫單元(4)，所述脫氫單元(4)還與所述第一有機液體存儲單元(1)通過管道連通，還包括氫氣緩沖單元(5)，所述氫氣緩沖單元(5)與所述脫氫單元(4)通過管道連通。

2.如權利要求1所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一有機液體存儲單元(1)包括第一罐體，所述第一罐體分別與加氫單元(2)和脫氫單元(4)連通；

3.如權利要求2所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫反應器內設有加氫催化劑；

4.如權利要求3所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，不飽和有機液體選自苯、甲苯、乙基咔唑、二芐基甲苯中的一種或者多種；

5.如權利要求1所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括第一輸送泵(6)，所述第一輸送泵(6)設于所述第一有機液體存儲單元(1)和所述加氫單元(2)之間的管道上。

6.如權利要求1所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括第二輸送泵(7)，所述第二輸送泵(7)設于所述第二有機液體存儲單元(3)和所述脫氫單元(4)之間的管道上。

7.如權利要求1所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括制氫單元(8)，所述制氫單元(8)與所述加氫單元(2)通過管道連通。

8.如權利要求7所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述制氫單元(8)通過管道與所述氫氣緩沖單元(5)連通；

9.如權利要求8所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述電解水制氫單元采用堿性電解水制氫、質子交換膜電解水制氫或固體氧化物電解水制氫中的一種或者多種。

10.如權利要求7～9任一項所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)還包括發(fā)電單元(9)，所述發(fā)電單元(9)與所述制氫單元(8)相連。

11.如權利要求10所述的穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電單元(9)為風光發(fā)電單元。

技術總結
本技術涉及新能源制綠氫的技術領域，特別是涉及一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)。一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)，包括通過管道依次連通的第一有機液體存儲單元、加氫單元、第二有機液體存儲單元和脫氫單元，所述脫氫單元還與所述第一有機液體存儲單元通過管道連通，還包括氫氣緩沖單元，所述氫氣緩沖單元與所述脫氫單元通過管道連通。本技術中的一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)在綠電動態(tài)波動時，仍能向下游提供相對穩(wěn)定流量的氫氣。本技術中的一種穩(wěn)定制氫的系統(tǒng)可根據(jù)下游對綠氫的穩(wěn)定性、項目占地、成本控制等要求，靈活改變系統(tǒng)中各單元和設備的配置規(guī)模以達到最優(yōu)。

技術研發(fā)人員：胡一博,趙娜,翁瑜曉
受保護的技術使用者：惠生工程（中國）有限公司
技術研發(fā)日：20240313
技術公布日：2025/4/10