【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液氢加氢，尤其涉及一种液氢加氢站bog回收利用系统及其方法。
技术介绍
1、根据站内氢气的储存状态，加氢站可分为气氢加氢站和液氢加氢站两类，其中液氢加氢站相较于气氢加氢站在能量密度、占地面积、运输效率、安全风险等方面具有明显优势，被视为我国未来加氢站的主流发展方向。
2、由于液氢的低温特性，液氢加氢站在运行中不可避免地会产生一定量的蒸发氢气(bog)，bog的主要来源有两个方面：一是由于液氢温度远低于环境温度，在储存过程中会有外界热量通过容器壁传入容器内部，引起液氢汽化，产生bog，导致容器内部压力升高，需要排放bog以避免液氢储罐承受过高压力；二是液氢槽车和液氢管道等设备在预冷和加注过程中的损耗。若将bog通过集中放散系统排入大气，不但会存在一定的安全隐患，对大气环境造成污染，而且损耗了大量宝贵的氢资源，严重降低液氢加氢站经济性；而若将bog回收液化需要多段冷却步骤，将其温度低至20k才可，在此过程中需要提供足够的冷能，能耗也不经济,为此，提出一种液氢加氢站bog回收利用系统及其方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种液氢加氢站bog回收利用系统及其方法。
2、一种液氢加氢站bog回收利用系统，包括液氢储罐、液氢泵、液氢槽车、液氮罐、气液分离器、冷凝器、金属氢化物储氢罐、水箱、入口缓冲罐、氢用压缩机、出口缓冲罐、加氢机、储氢瓶组、bog增压管路、液氢加注管路、循环管路和氢气回收管路；
3、
4、所述液氢加注管路依次连接有液氢储罐、第一液氢截止阀、液氢泵、第二液氢截止阀和液氢槽车；
5、所述循环管路依次连接液氢槽车、第四截止阀、第五截止阀、金属氢化物储氢罐、冷凝器、气液分离器、液氮罐，并通过第六截止阀与液氢加注管路相连，所述循环管路和液氢加注管路的连接处位于第一液氢截止阀和液氢泵之间；
6、所述循环管路和氢气回收管路通过金属氢化物储氢罐相连，所述氢气回收管路与bog增压管路相连，且连接处位于冷凝器与入口缓冲罐之间；
7、所述循环管路上且位于第五截止阀的入口处管路连接有氢气收集管路与bog增压管路相连接，所述氢气收集管路上设置有第七截止阀，所述氢气收集管路与bog增压管路的连接处位于第一截止阀和冷凝器之间。
8、优选地，所述气液分离器的气相出口连接有回流管路，所述回流管路通过第九截止阀与循环管路上冷凝器的入口相连接。
9、优选地，所述金属氢化物储氢罐的入口与循环管路连接，所述金属氢化物储氢罐的出口分为两条支路，一条支路通过第八截止阀与氢气回收管路连接，另一条支路与冷凝器入口相连接。
10、优选地，所述水箱通过第十一截止阀与金属氢化物储氢罐连接，所述金属氢化物储氢罐的出口处管路和第五截止阀的入口处管路连接有跳跃管路，所述跳跃管路上设置有第十截止阀。
11、优选地，所述液氢储罐、液氮罐、金属氢化物储氢罐、水箱、储氢瓶组、液氢加注管路和循环管路外部均设置绝热材料。
12、优选地，所述冷凝器采用低温板翅式换热器。
13、优选地，所述氢用压缩机采用隔膜式压缩机，所述液氢泵采用液氢离心泵。
14、优选地，所述储氢瓶组设有多组，分别用于存储高压70mpa、中压35mpa、低压25mpa的氢气。
15、一种液氢加氢站bog回收利用方法，基于上述的回收利用系统，包括以下步骤：
16、s1、启动阶段：打开第一截止阀，分别打开第二截止阀、第三截止阀，启动氢用压缩机，来自液氢储罐的低温氢气进入bog增压管路，在冷凝器中释放冷量，后通过入口缓冲罐进入氢用压缩机增压，增压后一部分高压氢气通过第二截止阀送至加氢机为氢能汽车加氢，另一部分通过第三截止阀送至储氢瓶组储存；
17、s2、液氮预冷阶段：打开第六截止阀、第二液氢截止阀、第四截止阀、第十截止阀、第九截止阀，启动气液分离器，液氮罐中的液氮通过第六截止阀进入液氢加注管路，对液氢泵和液氢槽车进行初步预冷，使得液氮转化为氮气；
18、氮气依次通过第四截止阀、第十截止阀进入冷凝器吸收冷量转化为液氮，随后进入气液分离器，在气液分离器的作用下，未液化的氮气通过回流管路返回冷凝器吸收冷量，液氮则进入液氮罐，此过程循环往复，直至液氢泵和液氢槽车的温度下降至液氮的温度，此时初步预冷阶段完成，关闭第六截止阀、第十截止阀；
19、s3、液氢预冷阶段：打开第一液氢截止阀、第五截止阀、第十一截止阀，启动液氢泵，液氢储罐中的液氢通过液氢加注管路进入液氢槽车，对其进行预冷，使液氢转化为氢气；
20、预冷产生的混合气依次通过第四截止阀、第五截止阀进入金属氢化物储氢罐，水箱通过第十一截止阀向金属氢化物储氢罐输送冷水，吸收金属氢化物储氢罐储氢时释放的热量，随后回到水箱，混合气中的氢气被金属氢化物储氢罐吸收，氮气则通过循环管路进入冷凝器吸收冷量，随后进入气液分离器，未液化的氮气通过回流管路返回冷凝器吸收冷量，液氮则进入液氮罐中储存；
21、持续上述过程，直到液氢槽车内气体纯度和温度满足要求，随后停止气液分离器、液氢泵，关闭第五截止阀、第九截止阀，打开第八截止阀，吸收热量后的水通过第十一截止阀进入金属氢化物储氢罐，满足金属氢化物储氢罐释放氢气时的吸热要求，氢气通过氢气回收管路进入bog增压管路，增压后一部分高压氢气通过第二截止阀送至加氢机为氢能汽车加氢，另一部分通过第三截止阀送至储氢瓶组储存，持续上述过程，直至金属氢化物储氢罐中没有氢气储存，关闭第八截止阀、第十一截止阀；
22、s4、液氢加注阶段：打开第七截止阀，启动液氢泵，液氢储罐中的液氢通过液氢加注管路进入液氢槽车，加注产生的氢气通过第四截止阀、第七截止阀进入bog增压管路，随后去冷凝器释放冷量后增压储存，当液氢槽车内部的液氢达到设定液位后，此时加注完成，随后停止液氢泵，关闭第一液氢截止阀、第二液氢截止阀、第四截止阀、第七截止阀、第二截止阀、第三截止阀。
23、与现有的技术相比，本专利技术优点在于：
24、本专利技术系统利用液氢储罐贮存的低温氢气来液化预冷产生的氮气，实现液氮的循环，还利用金属氢化物储氢罐分离预冷产生的氮气和氢气，同时将释放冷量后的氢气和预冷产生的氢气输送至氢用压缩机，通过氢用压缩机增压，进入储气瓶组储存或为氢能汽车加氢，提升氢气的利用效率，实现bog零排放，节约能源。
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1.一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：包括液氢储罐(1)、液氢泵(2)、液氢槽车(3)、液氮罐(4)、气液分离器(5)、冷凝器(6)、金属氢化物储氢罐(7)、水箱(8)、入口缓冲罐(9)、氢用压缩机(10)、出口缓冲罐(11)、加氢机(12)、储氢瓶组(13)、BOG增压管路(27)、液氢加注管路(28)、循环管路(29)和氢气回收管路(30)；
2.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述气液分离器(5)的气相出口连接有回流管路(31)，所述回流管路通过第九截止阀(20)与循环管路(29)上冷凝器(6)的入口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述金属氢化物储氢罐(7)的入口与循环管路(29)连接，所述金属氢化物储氢罐(7)的出口分为两条支路，一条支路通过第八截止阀(23)与氢气回收管路(30)连接，另一条支路与冷凝器(6)入口相连接。
4.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述水箱(8)通过第十一截止阀(24)与金属氢化物储
5.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述液氢储罐(1)、液氮罐(4)、金属氢化物储氢罐(7)、水箱(8)、储氢瓶组(13)、液氢加注管路(28)和循环管路(29)外部均设置绝热材料。
6.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述冷凝器(6)采用低温板翅式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述氢用压缩机(10)采用隔膜式压缩机，所述液氢泵(2)采用液氢离心泵。
8.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站BOG回收利用系统，其特征在于：所述储氢瓶组(13)设有多组，分别用于存储高压70MPa、中压35MPa、低压25MPa的氢气。
9.一种液氢加氢站BOG回收利用方法，基于上述权利要求1-8任一项所述的回收利用系统，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种液氢加氢站bog回收利用系统，其特征在于：包括液氢储罐(1)、液氢泵(2)、液氢槽车(3)、液氮罐(4)、气液分离器(5)、冷凝器(6)、金属氢化物储氢罐(7)、水箱(8)、入口缓冲罐(9)、氢用压缩机(10)、出口缓冲罐(11)、加氢机(12)、储氢瓶组(13)、bog增压管路(27)、液氢加注管路(28)、循环管路(29)和氢气回收管路(30)；
2.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站bog回收利用系统，其特征在于：所述气液分离器(5)的气相出口连接有回流管路(31)，所述回流管路通过第九截止阀(20)与循环管路(29)上冷凝器(6)的入口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站bog回收利用系统，其特征在于：所述金属氢化物储氢罐(7)的入口与循环管路(29)连接，所述金属氢化物储氢罐(7)的出口分为两条支路，一条支路通过第八截止阀(23)与氢气回收管路(30)连接，另一条支路与冷凝器(6)入口相连接。
4.根据权利要求1所述的一种液氢加氢站bog回收利用系统，其特征在于：所述水箱(8)通过第十一截止阀(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：周诗岽，吴文景，饶永超，王魏，邝志梁，王树立，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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