一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法技术

本发明专利技术公开了一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法，包括以下步骤：步骤一，构建氢提取系统；步骤二，系统初始化；步骤三，物料输入；步骤四，氢提取；步骤五，余热利用；步骤六，产品输出；所述步骤一中，数据存储单元存储有生产不同掺氢比的混合天然气的生产参数；本发明专利技术设计有氢提取系统，该系统能够根据预设的参数模板实现生产过程的自动化控制，同时该系统通过对产出的混合天然气的掺氢比进行监测，可以保证产品的质量，本发明专利技术可以生产数不同掺氢比的混合天然气，因此可以满足不同场所的应用需求，本发明专利技术利用高温型和中温型的储氢合金进行生产，利用热交换单元实现对余热的利用，能够有效减少热能的浪费。能够有效减少热能的浪费。能够有效减少热能的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法


[0001]本专利技术涉及天然气掺氢
，具体为一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法。

技术介绍

[0002]在高效清洁能源的利用越发的普及的大背景下，氢气作为一种世界范围内公认的低碳清洁能源正脱颖而出。由于我国有关氢气相关的输运基础设施发展起步较晚，所以氢气的大规模发展仍然受到制约。目前我国已经建立了较为完善的天然气输运管网系统，而将氢气与天然气掺混形成掺氢天然气后并入全国天然气管网，能够低成本的实现氢能的跨省区输运和利用，从而有效促进氢能的大规模消纳，在现有技术中，输送至目的地的掺氢天然气会被送入提取塔中，利用储氢合金对其中的氢进行吸收存储，具体为：将加热后的轻质储氢合金粉料从塔顶向下吹撒，下面利用鼓风机向上吹拂，使粉料充分与氢气混合，发生吸附化学反应，以此实现对氢的提取，其存在以下问题：一是完成储氢的合金粉料需要进行降温冷却，该过程释放的余热没有被充分利用，造成热能的浪费；二是天然气掺氢可以降低燃气燃烧带来的碳排放，因此可以将不同掺氢比例的混合天然气应用于不同的场所，但现有的氢提取技术是将氢气全部吸收存储，因此只能得到单一的无氢天然气，无法满足不同场所的应用需求；三是现有的氢提取系统自动化程度低，存在效率低下的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法，包括以下步骤：步骤一，构建氢提取系统；步骤二，系统初始化；步骤三，物料输入；步骤四，氢提取；步骤五，余热利用；步骤六，产品输出；
[0005]其中在上述步骤一中，所构建的氢提取系统包括高温反应单元、中温反应单元、热交换单元、主控单元和数据存储单元，且主控单元分别与高温反应单元、中温反应单元和数据存储单元建立连接，热交换单元分别与高温反应单元和中温反应单元建立连接；
[0006]其中在上述步骤二中，编辑生产不同掺氢比的混合天然气的生产参数模板，将其存储至数据存储单元，以供主控单元调用；
[0007]其中在上述步骤三中，高温反应单元和中温反应单元进入运行状态，储氢合金至储氢合金预热模块进行预热，根据所选择的最终输出混合天然气的掺氢比，主控单元执行对应的生产参数模板，控制储氢合金进料子模块输送定量的预热后的储氢合金至反应塔模块，控制气体进料子模块输送定量的掺氢天然气至反应塔模块；
[0008]其中在上述步骤四中，当步骤三中预热后的储氢合金和掺氢天然气输送至反应塔模块后，主控单元按照生产参数模板控制加热模块和鼓风模块运行，使储氢合金和掺氢天然气混合反应，在此期间，由温度监测模块监测反应塔模块内的温度，氢气浓度监测模块监
测反应塔模块出气口的氢气浓度，并将数据输送至主控单元，主控单元根据温度数据对加热模块的输出温度进行动态调节，根据氢气浓度数据，计算掺氢比是否在预设范围内，并据此决定是否出料；
[0009]其中在上述步骤五中，完成上述步骤四后，出料模块输出的混合气体和储氢合金输送至热交换单元，热交换单元将交换得到的热能输送至中温反应单元的储氢合金预热模块进行辅助预热，同时，完成热交换后的混合气体和储氢合金输送至中温反应单元的出料模块，实现统一出料；
[0010]其中在上述步骤六中，中温反应单元的出料模块输出特定掺氢比的混合天然气和完成储氢的储氢合金，将特定掺氢比的混合天然气输送至对应的场所，按照存储要求，对储氢合金进行存放。
[0011]优选的，所述步骤一中，高温反应单元和中温反应单元均包括储氢合金预热模块、反应塔模块、进料模块、出料模块、加热模块、鼓风模块、氢气浓度监测模块和温度监测模块，且加热模块、鼓风模块和温度监测模块设置于反应塔模块内，进料模块设置于反应塔模块的输入端，出料模块设置于反应塔模块的输出端，热交换单元的输入端与高温反应单元的出料模块建立连接，热交换单元的输出端与中温反应单元的出料模块建立连接。
[0012]优选的，所述进料模块包括气体进料子模块和储氢合金进料子模块，且储氢合金进料子模块设置于储氢合金预热模块的输出端，储氢合金进料子模块的输出端设置于反应塔模块的输入端，出料模块包括气体出料子模块和储氢合金出料子模块，且氢气浓度监测模块设置于气体出料子模块的输入端。
[0013]优选的，所述步骤一中，数据存储单元存储有生产不同掺氢比的混合天然气的生产参数。
[0014]优选的，所述步骤二中，生产参数模板编辑规则为：根据单位储氢合金的储氢量和最终输出的混合天然气的掺氢比，控制储氢合金的用量。
[0015]优选的，所述步骤三中，高温反应单元所采用的储氢合金为高温型储氢合金，中温反应单元采用的储氢合金为中温型储氢合金。
[0016]优选的，所述步骤四中，由于储氢合金按照最大储能进行定量供应，因此掺氢比不会低于预设值，而当掺氢比高于预设值，则说明反应未完全或储氢合金实际用量不足，主控单元控制反应继续，直至掺氢比达到预设值，则此时控制出料模块出料，并将最终的反应时间上传至数据存储单元，以便后续对参数进行优化，若在反应时间达到预设的最大值，而掺氢比依旧高于预设值，则说明储氢合金实际用量不足，主控单元计算出达到设定掺氢比时所需的储氢合金用量，控制储氢合金进料子模块输出，然后重复该操作，直至掺氢比达到预设值，则此时控制出料模块出料，并将最终的储氢合金用量上传至数据存储单元，以便后续对参数进行优化。
[0017]优选的，所述储氢合金为粉状Mg合金。
[0018]优选的，在构建氢提取系统之前，在240℃，及Ni掺杂情况下，采用Ni修饰对粉状Mg合金中的Mg进行吸氢性能催化，60秒内粉状Mg合金的吸氢量达到4.1wt％，60分钟内可达到最大储氢量5.5wt％。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计有氢提取系统，该系统能够根据预设的参数模板实现生产过程的自动化控制，同时该系统通过对产出的混合天然气的掺
氢比进行监测，可以保证产品的质量，本专利技术可以生产数不同掺氢比的混合天然气，因此可以满足不同场所的应用需求，本专利技术利用高温型和中温型的储氢合金进行生产，利用热交换单元实现对余热的利用，能够有效减少热能的浪费。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的方法流程图；
[0021]图2为本专利技术的系统流程图；
[0022]图3为不同温度下Ni掺杂下粉状Mg合金材料的吸氢曲线图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参阅图1
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3，本专利技术提供的一种实施例：一种天然气管混合氢道输轻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法，包括以下步骤：步骤一，构建氢提取系统；步骤二，系统初始化；步骤三，物料输入；步骤四，氢提取；步骤五，余热利用；步骤六，产品输出；其特征在于：其中在上述步骤一中，所构建的氢提取系统包括高温反应单元、中温反应单元、热交换单元、主控单元和数据存储单元，且主控单元分别与高温反应单元、中温反应单元和数据存储单元建立连接，热交换单元分别与高温反应单元和中温反应单元建立连接；其中在上述步骤二中，编辑生产不同掺氢比的混合天然气的生产参数模板，将其存储至数据存储单元，以供主控单元调用；其中在上述步骤三中，高温反应单元和中温反应单元进入运行状态，储氢合金至储氢合金预热模块进行预热，根据所选择的最终输出混合天然气的掺氢比，主控单元执行对应的生产参数模板，控制储氢合金进料子模块输送定量的预热后的储氢合金至反应塔模块，控制气体进料子模块输送定量的掺氢天然气至反应塔模块；其中在上述步骤四中，当步骤三中预热后的储氢合金和掺氢天然气输送至反应塔模块后，主控单元按照生产参数模板控制加热模块和鼓风模块运行，使储氢合金和掺氢天然气混合反应，在此期间，由温度监测模块监测反应塔模块内的温度，氢气浓度监测模块监测反应塔模块出气口的氢气浓度，并将数据输送至主控单元，主控单元根据温度数据对加热模块的输出温度进行动态调节，根据氢气浓度数据，计算掺氢比是否在预设范围内，并据此决定是否出料；其中在上述步骤五中，完成上述步骤四后，出料模块输出的混合气体和储氢合金输送至热交换单元，热交换单元将交换得到的热能输送至中温反应单元的储氢合金预热模块进行辅助预热，同时，完成热交换后的混合气体和储氢合金输送至中温反应单元的出料模块，实现统一出料；其中在上述步骤六中，中温反应单元的出料模块输出特定掺氢比的混合天然气和完成储氢的储氢合金，将特定掺氢比的混合天然气输送至对应的场所，按照存储要求，对储氢合金进行存放。2.根据权利要求1所述的一种天然气管混合氢道输轻质储氢合金提取氢方法，其特征在于：所述步骤一中，高温反应单元和中温反应单元均包括储氢合金预热模块、反应塔模块、进料模块、出料模块、加热模块、鼓风模块、氢气浓度监测模块和温度监测模块，且加热模块、鼓风模块和温度监测模块设置于反应塔模块内，进料模块设置于反应塔模块的输入端，出料模块设置于反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕植勇，沈泳岑，
申请(专利权)人：广东省内河港航产业研究有限公司，
类型：发明
国别省市：