【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氢气安全，尤其涉及一种机械通风储氢塔、运行方法及氢气泄露解决方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、在现有技术中，氢气的储存主要依赖高压气态储氢、液态储氢以及固态储氢材料等方式。高压气态储氢的储氢压力高，存在潜在的爆炸风险；液态储氢则需要极低的温度条件，需要持续消耗大量能量保持低温，经济性差；而固态储氢材料，特别是金属氢化物具有储氢压力低、体积储氢密度高和储氢安全性好等优点，是未来储氢技术的重要发展方向。且金属氢化物储/放氢过程中伴随着强烈的热效应，表现为储氢过程放热和放氢过程吸热，为氢气泄漏速率的主动控制提供了可能。
3、综上所述，亟需开发一种基于金属氢化物储氢的机械通风储氢装置及其氢气泄露对策，该储氢装置能够通过机械通风控制塔内氢气浓度，及时排除泄露氢气，确保氢储能系统安全性。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种机械通风储氢塔、运行方法及氢气泄露解决方法，其能够通过机械通风控制塔内氢气浓度，及时排除泄露氢气，确保氢储能系统安全性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供了一种机械通风储氢塔。
4、一种机械通风储氢塔，包括塔本体、机械通风装置和氢储能系统；
5、所述氢储能系统包括电解槽、燃料电池、金属氢化物储氢装置和换热流体系统；所述换热流体
6、所述电解槽、燃料电池、换热流体浴及缓冲罐设置于塔本体的底部；换热流体管路设置在塔本体内的上部；所述机械通风装置设置在换热流体管路的下方；在机械通风装置与电解槽/燃料电池之间设置多层交错布置的金属氢化物储氢装置。
7、作为一种实施方式，所述塔本体竖直设置，空气进口设置于塔本体的底端侧面，空气出口设置于塔本体的顶端。
8、作为一种实施方式，所述塔本体为圆柱形。
9、作为一种实施方式，所述热流体管路包括第一换热流体上行管路、第一换热流体下行管路、第二换热流体上行管路和第二换热流体下行管路，所述第一换热流体上行管路与金属氢化物储氢装置相连，所述第一换热流体下行管路与缓冲罐相连；所述第二换热流体上行管路与缓冲罐相连，所述第二换热流体下行管路与换热流体浴相连。
10、作为一种实施方式，所述金属氢化物储氢装置外侧设置有氢气传感器，所述氢气传感器与控制器相连，所述控制器用于根据氢气传感器所监测到氢气含量来控制机械通风装置的转速。
11、作为一种实施方式，所述金属氢化物储氢装置内部填充金属氢化物固态储氢材料。
12、作为一种实施方式，所述金属氢化物固态储氢材料包括lani5、mg、mg2ni、feti中的一种或几种的组合。
13、作为一种实施方式，所述换热流体管路中的换热流体为水、导热油和空气中的一种或几种的组合。
14、本专利技术的第二个方面提供了一种机械通风储氢塔的运行方法。
15、一种机械通风储氢塔的运行方法，包括：
16、储氢过程中，电解槽电解水产生氢气，氢气流入各金属氢化物储氢装置；低温流体由换热流体浴流出，流入各金属氢化物储氢装置吸热后，再流入缓冲罐，并在塔本体上部的换热管路中通过塔内气流进行预冷却后，回到换热流体浴；
17、放氢过程中，各储氢装置释放氢气流入燃料电池，通过电化学反应发电；高温流体由换热流体浴流出，流入各金属氢化物储氢装置放热后，流入缓冲罐，而后回到换热流体浴。
18、本专利技术的第三个方面提供了一种机械通风储氢塔的氢气泄露解决方法。
19、一种机械通风储氢塔的氢气泄露解决方法，包括：
20、氢气未泄漏时，控制机械通风装置维持低速运转，空气由塔本体的底端流入，由顶端流出，以保持塔本体内空气流动性，使得氢气浓度低于爆炸极限；
21、氢气泄露时，控制换热流体浴中流体切换为低温流体通入泄漏氢气的金属氢化物储氢装置内，冷却金属氢化物，以降低氢气泄露速率；控制塔内机械通风装置转速增加，使塔本体内的空气流速大于氢气射流的吹熄极限，泄漏氢气随气流由塔本体顶端流出并迅速扩散，以防止爆燃或爆炸发生。
22、本专利技术的有益效果是：
23、(1)本专利技术提出的储氢塔的储氢装置，采用金属氢化物储氢极大降低了氢气储存压力，并在储氢/放氢过程中使用换热管束冷却/加热金属氢化物，保证了储氢装置的储/放氢速率，有效提高了储氢装置安全性。
24、(2)本专利技术提出的储氢塔，将氢储能系统集成在塔内的三维空间中，并通过机械通风的方式控制塔内氢气浓度，有效减少了系统占地面积并提高了系统安全性。
25、(3)本专利技术提出的储氢塔的氢储能系统，在储氢过程中，低温换热流体浴中冷流体通入储氢装置吸热，并经缓冲罐流入换热流体冷却回路，通过机械通风装置进行预先冷却，有效减少了换热流体循环能耗。
26、(4)本专利技术提出的储氢塔的氢气泄露对策，在氢气泄漏过程中，通过低温换热流体冷却金属氢化物，有效减小了氢气泄漏速率，减少了通风系统能耗。
27、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种机械通风储氢塔，其特征在于，包括塔本体、机械通风装置和氢储能系统；
2.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述塔本体竖直设置，空气进口设置于塔本体的底端侧面，空气出口设置于塔本体的顶端。
3.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述塔本体为圆柱形。
4.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述热流体管路包括第一换热流体上行管路、第一换热流体下行管路、第二换热流体上行管路和第二换热流体下行管路，所述第一换热流体上行管路与金属氢化物储氢装置相连，所述第一换热流体下行管路与缓冲罐相连；所述第二换热流体上行管路与缓冲罐相连，所述第二换热流体下行管路与换热流体浴相连。
5.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述金属氢化物储氢装置外侧设置有氢气传感器，所述氢气传感器与控制器相连，所述控制器用于根据氢气传感器所监测到氢气含量来控制机械通风装置的转速。
6.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述金属氢化物储氢装置内部填充金属氢化物固态储氢材料。
7.如权利要求6
8.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述换热流体管路中的换热流体为水、导热油和空气中的一种或几种的组合。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的机械通风储氢塔的运行方法，其特征在于，包括：
10.一种如权利要求1-8中任一项所述的机械通风储氢塔的氢气泄露解决方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种机械通风储氢塔，其特征在于，包括塔本体、机械通风装置和氢储能系统；
2.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述塔本体竖直设置，空气进口设置于塔本体的底端侧面，空气出口设置于塔本体的顶端。
3.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述塔本体为圆柱形。
4.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述热流体管路包括第一换热流体上行管路、第一换热流体下行管路、第二换热流体上行管路和第二换热流体下行管路，所述第一换热流体上行管路与金属氢化物储氢装置相连，所述第一换热流体下行管路与缓冲罐相连；所述第二换热流体上行管路与缓冲罐相连，所述第二换热流体下行管路与换热流体浴相连。
5.如权利要求1所述的机械通风储氢塔，其特征在于，所述金属氢化物储氢装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：高明，陈泽祺，周少斌，黄庆可，何锁盈，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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