專利名稱：：連續(xù)輸氫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：纖繊設(shè)備駄繊本實用新型涉及一種氣體增壓撥屯設(shè)備，特別是一種用于35MPa氫氣增，純的避^fi設(shè)備。背景獄隨著靈料電池和電動瞎研究開發(fā)的鵬發(fā)展，技術(shù)媳能基礎(chǔ)微但的研究和建設(shè)己引^ii國家的高度關(guān)注。^^濟的氫氣filit技術(shù)趨能利用推向?qū)嵱没?、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的氫氣儲存技術(shù)包括高面體、W複儲存、金屬氫化物儲氫、f滔顯吸附儲氫、納米碳管高壓吸附儲氫以及有機液^a化物媳等。其中，高壓f^l最普通和M:接的^a方式。高壓f^a可在常溫下fOT，iiil閥門的調(diào)節(jié)就可以直接將氫氣釋放出，具有結(jié)構(gòu)簡單、充^iM^tt點，已成為挪介M會巨f艇的主要方式。據(jù)今曰j^料電池(FuelCellToday)網(wǎng)站介紹，輕2005年底，娜口敏iifU115座，其中絕大多i^ffi高壓^a技術(shù)，2004-2005年建設(shè)的加氫站中92%采用高壓氫氣。因此，有必變^jiffi不同輸出要求的aM機。傳統(tǒng)的機^^wn分有油和無油兩類。前者依靠油來潤滑、密封，導(dǎo)纖出氣體中含油，極力也影響了燃料電池的正常工作；財卜，運動部件長其JM行后將不可避免產(chǎn)生磨損，影響系統(tǒng)密封和i驕撤率。無油機tt^i縮mm然采用自潤滑材料等手段避免了氫氣污染，但同樣不育隨^t動部件的磨損問題。
實用新型內(nèi)容為克服傳綴幾賦氫氣壓縮機存在的戰(zhàn)各種缺點，本實用新型的目的在于提供一種以可JM^屬氫化物為工作介質(zhì)的氫氣壓縮機，即35MPaM^車,設(shè)備，解決傳統(tǒng)的有油積M^Miffl機M的輸出氣體中含油、影響燃料電池的正常工作等問題，以及無油機^/玉織幾被運動部件的磨損問題。該設(shè)備具有如下優(yōu)點(1)增壓比禾嚇氣量的調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)方便，通用性高；(2)在增壓同時純化氫氣；(3)系統(tǒng)附件少、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、便于維護；(4)^t轉(zhuǎn)部件、損、噪聲低；(5)可利用太陽能、廢熱和低品位彌工作，運行j^:低，清潔且節(jié)省能源。本實用新型的目的^M:以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型由第一級增壓系統(tǒng)、frt瓶、第二級增壓系統(tǒng)、第一級熱交換系統(tǒng)、第二級熱交換系^^滅。其中，第一級增ffif、統(tǒng)由催化脫ft^S、^篩、止回閥、電動兩通閥、電動Hil閥、針閥、過濾器、反繊構(gòu)成。其中，第1增壓系統(tǒng)由止回閥、穩(wěn)流器、流Si-卜、電動兩通閥、電動Hii閥、針閥、過濾器、反r被構(gòu)成。第一級熱交^^統(tǒng)和第二級熱交換系統(tǒng)分別由熱交換^g、液體7鄉(xiāng)管、液働口熱管、循環(huán)泵構(gòu)成。其中，催化脫f(^S用于脫除低壓普純氫中含有的雜質(zhì)氧，分子篩用于脫除f腿普g體中含有的雜質(zhì)水蒸氣，穩(wěn)流器主要j繊出的氫氣流更加穩(wěn)定，過濾器用于防止合金吸氫后產(chǎn)生的微小顆粒隨氣流而在系統(tǒng)內(nèi)部流竄，反應(yīng)床中裝有^a合金，是實iM氣增壓和撥屯的核心部件。其中，所述第一級增壓系統(tǒng)中反應(yīng)床所使用的材料為La-Y-M-Al合金或者LaNis基合金或者CaNi5基合金，戶，第二級增壓系統(tǒng)中反，所JOT的材料為M31石墨赫LaNi5球磨改性后的釩。具體改,呈如下電解V先經(jīng)5畫C1溶液清洗，再用7柳^7jl乙,洗，最后烘干。將電解V與石墨或LaNi5按(5-20):1的質(zhì)量配比混合置于行星式球磨機中，在Ar氣氛中進行有控制的tl^磨，^斗比為20:1，球磨時間為20射中到3小時，球磨繊在100轉(zhuǎn)/分到200轉(zhuǎn)/分之間。其中，所述第一級增壓系統(tǒng)中，催化脫TO置的進口端與普純氫氣源相連，其出口端與好篩進口端相連，肝篩的出口端與止回閥的入口端相連，止回閥的出口端分別與三個電動兩通閥的入口端相連，而齡電動兩通閥的出口端分別與一個針閥的入口端和一個電動兩通閥的入口端相連，其中電動兩通閥的出口^I向大氣;而針閥的出口纟iWlil濾器與反,的氣體入口端相連。每個反應(yīng)末的氣體出口端i!3131濾器與電動兩通閥的入口端相連。三個電動兩通閥的出口端并聯(lián)于一個氫氣出口，該氫氣出口iffil不,菊ra鋼管與止回閥的入口端相連，止回閥的出口端與儲氣瓶的入口端相連。其中，0M第二級增壓系統(tǒng)中，止回閥的出口端分別ffii電動兩通閥和過濾器與第二級的三個反/，的氣體入口端相連。第二級中三個反應(yīng)床的每個氣體出口端分別Mil濾器和電動兩通閥并聯(lián)T""^n體出口，該氣體出口fflil不l辯閃管路與針閥的入口端相連，針閥的出口食MMih回閥與穩(wěn)流器的入口端相連，而穩(wěn)流器的出口端與流量計的入口端相連，流量計的出口端就是^增壓系統(tǒng)的出口端。其中，戶脫第一級熱交mm統(tǒng)和第二級熱交換系統(tǒng)分別由循環(huán)泵、熱交^a、液化循環(huán)管路構(gòu)成，在增IB1程中產(chǎn)生的熱交M31熱交換系統(tǒng)完成。其中，F(xiàn)脫第一級增壓系統(tǒng)中，齡反艦的w效各入口瑞和、;0各出口端分別與電動Hffi閥的公共端口相連，而電動Hffi閥的右端口與第一級熱交換系統(tǒng)中的液體7軸(]循環(huán)管路相連，電動Hil閥的左端口與第一級熱，系統(tǒng)的液働H熱循環(huán)管路相連。液1幼B熱循環(huán)管路和液體7ti卩循環(huán)管路中充滿導(dǎo)M體，i!31循環(huán)泵實現(xiàn)液體的循環(huán)流動，液働口辦盾環(huán)管路和液術(shù)糊盾環(huán)管路埋在熱交^fi中。其中，戶;f^第二級增壓系統(tǒng)中，齡反繊的鄉(xiāng)各入口端和鄉(xiāng)各出口端分別與電動HM閥的公共端口相連，而電動Hil閥的右端口與第二級熱交換系統(tǒng)中的液體7循環(huán)管路相連，電動Hil閥的左端口與第二級熱交換系統(tǒng)的液働fl辦盾環(huán)管路相連。液働口熱循環(huán)管路和液術(shù)轉(zhuǎn)離環(huán)管路中充滿導(dǎo)繊體，iiil循環(huán)泵實現(xiàn)液體的循環(huán)流動，液働口熱循環(huán)管路和液體糊盾環(huán)管路埋在熱交^g中。其中戶腿的第一級徵孫統(tǒng)、第二級增壓系統(tǒng)中以及液術(shù)轉(zhuǎn)噸環(huán)系統(tǒng)和液働B熱循環(huán)系統(tǒng)中的電動Hil閥、電動兩通閥以及驢傳麟、壓力變送器與計算鵬制及^,充相連。戶;M計對;is制與娜采餘統(tǒng)由娜采斜莫塊、電源、計^t幾、繼電器、plc可編離審微賊，分為控制部分和W采集部分；控制部分艦plc可編禾避制器和繼電器自動控制第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系統(tǒng)中錢電動閥，plc可編程控制^計^+幾相連，由計^t幾lf入?yún)?shù)；采集部分由采辯莫1^別獲取設(shè)備中的壓力變送器、鵬傳麟的信號，然后^^言號^^^i十im，由計^m作為信彌出端。本實用新型的優(yōu)點和積極蝶為1、自動化禾號高本實用新,用計t^，制，配以可編禾^!制器和采穀穀央，可自動控制設(shè)備運行和麵采集。2、測#數(shù)全面可以精確的足跟字、測量合，化的反應(yīng)^t，^S各系統(tǒng)的溫度變化，氫氣輸出流量。3、能源利用效率高-本實用新艦用了熱交換系統(tǒng)，有效樹^設(shè)備的能源利用效率。4、{糊便捷作為向燃料電池車高壓MM5fi的氫供應(yīng)站，必需，35MPa以上的高壓氫。用t^料作為工作介質(zhì)，只需調(diào)整溫度即可實im的壓縮。5、高效由于貯St才料的選掙及收特性，在il3^驗調(diào)控使普ffl^艘的氫被壓縮的同時，純ftlU99.9999%。因麗以!頓普避艘的氫作原料。氫氣的鄉(xiāng)被對TM料電池極為M，因為燃料電池的電催化劑對雜質(zhì)頗為敏感，^OT高纟，的氫有助于提高電池的工作a。而機tt^il縮無法實im的純化，必需^5高的氫作原料，或另加純化工序，但加IB1程又有可能使純度^氐。6、4OT安全，維護方便由于沒有運轉(zhuǎn)部件，所以沒有磨損，運行安全，無故障運行周期和難^i高于運轉(zhuǎn)式體。7、投資省采用lt氫合金作為工作介質(zhì)，裝置的尺寸大為減小，結(jié)構(gòu)大為簡化，使投資大幅度M^，纟封戶費用大為斷氐。8、噪音小由于沒有運轉(zhuǎn)部件，所以對周邊環(huán)境基本沒有噪W^響。S5(寸設(shè)在市區(qū)的氫供應(yīng)站尤為重要。圖1為本實用新型35MPai^賣驢設(shè)備的原理框圖；圖2為本實用新型35MPa^^賣lfi設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型計穀;ia制與i^采縣統(tǒng)原理框圖。圖中，1電動兩通閥；2電動兩通閥；3電動兩通閥；4電動Hffl閥；5電動三通閥；6電動兩通閥；7電動兩通閥；8電動兩通亂9電動三通閥；10電動三通閥；ll電動兩通閥；12電動兩通閥；13電動兩通閥；14電動三通閥；15電動三通閥；16電動兩通閥；17電動兩通閥；18電動HM閥；19電動Hit閥；20電動兩通閥；21電動兩通亂22電動Hil閥；23電動Hil亂24電動兩通閥；25電動兩通閥；26電動HM閥；27電動Hil閥；28催化Eft^fi;29^T篩；30止回閥；31泵；32針閥；33過濾器；34反賺I;35過濾器；36針閥；37過濾器；38反繊II;39過濾器；40針閥；41過濾器；42反應(yīng)宋III;43過濾器；44泵；45止回閥；46儲氣瓶；47止回閥；48過濾器；49反應(yīng)床IV;50過濾器；51泵；52過濾器；53反鵬V;54過濾器；55過濾器；56反繊VI;57過濾器；58泵；59針閥；60止回閥；61穩(wěn)流器；62流量計；63熱交換裝置；64熱効燥置；65冷凝器；66蒸發(fā)器；67冷凝器；68蒸發(fā)器。以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一對羊述如圖i-2所示，本實用新型由第一級增壓系統(tǒng)、^rt瓶、第i增壓系統(tǒng)以及第一級熱交換系統(tǒng)和第二級熱，系纟勉，;催似兌^S28的入口與低壓普鄉(xiāng)tt氣源相連，催化脫it^置28的出口與^篩29的入口相連，^f篩29的出口與止回閥30的入口相連，止回閥30的出口與電動兩通閥12、7、2的入口相連，其中電動兩通閥2的出口分別與針閥32和電動兩通閥1的入口相連，電動兩通閥1的出口直向大氣。針閥32的出口與過濾器33的入口相連，過濾器33的出口與反〗，I34的氣體入口相連，反應(yīng)床I34的氣體出口與過濾器35的入口相連，過濾器35的出口與電動兩通閥3的入口相連。其中，電動兩通閥7的出口分別與針閥36和電動兩通閥6的入口相連，電動兩通閥6的出口直M向大氣。針閥36的出口與過濾器37的入口相連，過濾器37的出口與反繊I138的氣體入口相連，反f被I138的氣體出口與過濾器39的入口相連，過濾器39的出口與電動兩通閥8的入口相連。其中，電動兩通閥12的出口分別與針閥40和電動兩通閥11的入口相連，電動兩通閥11的出口直卞魏向大氣。針閥40的出口與過濾器41的入口相連，過濾器41的出口與反^mi142的氣體入口相連，反lSmi142的氣體出口與過濾器43的入口相連，過濾器43的出口與電動兩通閥13的入口相連。電動兩通閥13、8、3的出口并聯(lián)于止回閥45的入口。在第一級增壓系統(tǒng)中反鵬I(34)的液體入口與電動Hit閥5的公共端口相連，而電動Hil閥5的右端口與液術(shù)轉(zhuǎn)卩循環(huán)管路相連，而電動Hil閥5的左端口與液働H熱循環(huán)管路相連，反J棘I(34)的液體出口與電動三通閥4的公共端口相連，而電動Hil閥4的左端口與液働[]熱循環(huán)管路相連，其右端口與液做賴禰環(huán)管路相連。在第一級增壓系統(tǒng)中反繊II(38)的液體入口與電動Hil閥10的公共端口相連，而電動Hffi閥10的右端口與液術(shù)賴卩循環(huán)管路相連，而電動Hiil閥10的左端口與液働Q熱循環(huán)管路相連，反;繊II(38)的液體出口與電動Hil閥9的公共端口相連，而電動Hffl閥9的左端口與液働卩熱循環(huán)管路相連，其右端口與液術(shù)轉(zhuǎn)卩循環(huán)管路相連。在第一級增壓系統(tǒng)中反^mn(42)的液體入口與電動na閥15的公共端口相連，而電動Hii閥15的右端口與液術(shù)轉(zhuǎn)口循環(huán)管路相連，而電動Hil閥15的左端口與液體加熱循環(huán)管路相連，反a^in(42)的液體出口與電動Hffl閥14的公共端口相連，而電動HM閥14的左端口與液1勒口熱循環(huán)管路相連，其右端口與液體7賴口循環(huán)管路相連。第一級增壓系統(tǒng)中的液體通過泵44實現(xiàn)循環(huán)，其中部^it埋于熱交換驢64的蒸發(fā)器66中。第一級增壓系統(tǒng)中液體加辦盾環(huán)管路中的液體iffil泵31實現(xiàn)循環(huán)，其中部^til埋于熱交換，64的冷凝器65中。止回閥45的出口與儲氣瓶46的入口相連，儲氣瓶46的出口與止回閥47的入口相連，止回閥47的出口與第二級增壓系統(tǒng)中的電動兩通閥16、20、24的入口相連，其中，電動兩通閥16的出口分別與過濾器48的入口相連，過濾器48的出口與反繊IV(49)的氣體入口相連，反艦IV(49)的氣體出口與過濾器50的入口相連，過濾器50的出口與電動兩通閥17的入口相連。其中，電動兩通閥20的出口分別與過濾器52的入口相連，過濾器52的出口與反IS^V(53)的氣體入口相連，反應(yīng)宋V(53)的氣體出口與過濾器54的入口相連，過濾器54的出口與電動兩通閥21的入口相連。其中，電動兩通閥24的出口分別與過濾器55的入口相連，過濾器55的出口與反ISJ^VI(56)的氣體入口相連，反〗，VI(56)的氣體出口與過濾器57的入口相連，過濾器57的出口與電動兩通閥25的入口相連。電動兩通閥25、21、17的出口并聯(lián)于針閥59的入口。針閥59的出口與止回閥60的入口相連，止回閥60的出口與穩(wěn)流器61的入口相連，穩(wěn)流器61的出口與流量計62的入口相連，流量計62的出口就是齡系統(tǒng)的氣微出口。在第，增ffi^統(tǒng)中反繊W(49)的液體入口與電動Hil閥18的公共端口相連，而電動Hil閥18的右端口與液體冷卻循環(huán)管路相連，而電動31閥18的左端口與液働Q辦盾環(huán)管路相連，反，W(49)的液體出口與電動Hil閥19的公共端口相連，而電動Hil閥19的左端口與液働口辦盾環(huán)管路相連，其右端口與液體細盾環(huán)管路相連。在第二級增壓系統(tǒng)中反f棘V(53)的液體入口與電動Hil閥22的公共端口相連，而電動Hffi閥22的右端口與液術(shù)軸卩循環(huán)管路相連，而電動三通閥22的左端口與液働卩熱循環(huán)管路相連，反應(yīng)沫V(53)的液體出口與電動Hffl閥23的公共端口相連，而電動Hil閥23的左端口與液働t]熱循環(huán)管路相連，其右端口與液術(shù)轉(zhuǎn)口循環(huán)管路相連。在第二級增壓系統(tǒng)中反，VI(56)的液體入口與電動Hil閥27的公共端口相連，而電動Hil閥27的右端口與液體^i卩循環(huán)管路相連，而電動HiI闊27的左端口與液體加熱循環(huán)管路相連，反J^MVI(56)的液體出口與電動三通閥26的公共端口相連，而電動HM閥26的左端口與液働n辦盾環(huán)管路相連，其右端口與液術(shù)轉(zhuǎn)卩循環(huán)管路相連。第二級增壓系統(tǒng)中液術(shù)辨卩循環(huán)管路中的液體il31泵58實現(xiàn)循環(huán)，其中部分管道埋于熱交纟^置63的蒸發(fā)器68中。第二級增壓系統(tǒng)中液體加熱循環(huán)管路中的液體i!31泵51實現(xiàn)循環(huán)，其中部分1;)1埋于熱交換裝置63的冷凝器67中?？刂婆c娜采集系統(tǒng)包括電源、可編禾驟輯控制器PLC、麵采辯莫塊、繼電器和計算機等。圖3為控制與采*^統(tǒng)框架圖。其中，系統(tǒng)的鵬和壓力i^分別通過研華的ADAM4017+和ADAM4018i^采^t莫塊，經(jīng)PLC的RS485通訊端口駄計算機，而開^S信號^lilPLC的DO端口輸出，經(jīng)繼電器，控制電動閥127(電動—兩通閥1、2、3、6、7、8、11、12、13、16、17、20、21、24、25;電動HM閥4、5、9、10、14、15、18、19、22、23、26、27;)的開關(guān)，系統(tǒng)的控制禾群翻LabVEW軟件編制。另外，為安全起見針反^i勻安親溢流閥和驢開關(guān)，其中溢流閥是用于當(dāng)ffi^中的壓力大于系統(tǒng)設(shè)定的極限壓力時，自動打開以泄除壓力，防止由T51壓而產(chǎn)^^炸的危險。、鵬開關(guān)則是用于控制液體加m^，切換加熱,的^J和關(guān)閉，防jJ^系纟lil熱。本實用新型的工作原理如圖i斷g，iiil^M合金招ffi下吸氫、在高溫下方M實1^氣增壓，iM程理論依據(jù)是Van，tHoff公式(ln^=^-。利用活化擾態(tài)下f線合金能p。wri夠吸^M氣中含有的mi^質(zhì)的特性，將氫氣臺鍍由普氫(會艘《99.0%)提高至嗨度^99.999%。本驢被設(shè)計成兩級三相結(jié)構(gòu)，保鵬鮪遊凝急定的氫氣繊出。附胃兩磁尤是分兩步實膨菅玉，氫氣紐第一級增壓系統(tǒng)實鵬力卜2MPa增至10MPa左右，然后氫nitA第二級增壓系統(tǒng)實鵬力增至35MPa。新胃三相就是每一級中都有三個反繊，保證在扭可時刻其中一個反繊處于吸氫狀態(tài)，--個反I^處于方M狀態(tài)，剩下一個^^處于吸氫飽和等待方狀態(tài)。熱嫩盾環(huán)過程中應(yīng)用了類似于空調(diào)的熱効^g，該體對冷鄉(xiāng)各進行制冷，對MS各進行加熱。充分利用系鄉(xiāng)棘除熱量，提高了能源利用效率。如圖3戶^f^i十穀鵬制與麵采縣統(tǒng)原理亂計穀/l^制與娜采集系統(tǒng)由PLC可編禾邀制器(本實，例具體型號為西門子S7-224)、電源、計對幾、繼電器(本實施例具體型號為,龍MY2NJ)纟賊，分為控制部分和繊采集部分；控制部分m可編f，制器PLC和繼電器(本^例具體型號為歐姆龍MY2NJ)自動控制旨系統(tǒng)的電動閥，可編樹空制器與計穀幾相連，由計嶽幾輸入?yún)?shù)；采集部由ADAM4017+M采辯莫^^取設(shè)備中的壓力變送器和流量計的信號，由ADAM4018采^=莫±央獲取設(shè)備中的^1傳自信號，然后將信號^t^^i十算機，由計對幾作為信彌出端。本實用新型的工作過程表1M^為連續(xù)lffl^gll—級和第二級運行的基本步驟，其中第一級中電動閥隨時間的開閉順齊如表2所示，體運^1程如下第一步，在活化fi!M^料之后，反繊I中飽和吸滿了氫氣。打開電動兩通閥3、6和12，同時為獲得增壓氫，電動HM閥4和5轉(zhuǎn)向高^7]C路，加熱反旨內(nèi)的齡{媳合金柱，高溫水路的溫變?yōu)?0-90°C，j線材料置于儲氫合金柱中，{線材料在填充合金ftt，已完成活化，具^m^l程如下對于第一級增壓系統(tǒng)中所艦的材料瓶鵬呈是首先將冶繊導(dǎo)的合纖，先豐鵬、碎成Wt^的顆粒，然后柩瞎X氣氛下多次^a^便可活化；對于第二級增壓系統(tǒng)中所4OT的材料，其活4M程是將材茅站純氫氣氛下多次充方媳。而此時，反賺II正處于吸氫1:頓口后排出含有高濃度雜質(zhì)氣懶介段，反^mn處于正在吸氫階段。此時，反旨n和反M3I沖電動H3I閥9、10和14、15通制ftfeR路，床體處于7轉(zhuǎn)口階段。由于該步驟只是為了釋放反應(yīng)宋n中殘留的雜質(zhì)氣體，所以這^i程停留時間極短，大約30s。第二步，《翔咄反賺雜質(zhì)氣體之后，電動兩通閥6關(guān)閉，Mi^n處于等待狀態(tài)，床體i!7令卻7K。反Mu仍處于Mfi擾態(tài)，而反ismn則仍處于吸氫狀態(tài)，其電動兩通閥的開閉狀態(tài)和電動Hii閥的導(dǎo)向狀態(tài)與第一步相同。這個階段所處的時間相對較長，約1020min左右。表l、35MPa遊賣i5S^g的運蹄驟相<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>第三步，待反應(yīng)床I放fi^畢后，fflil打開電動兩通閥2，關(guān)閉電動兩通閥3，4棘體處于充氫狀態(tài)，同時電動三通閥4、5通向冷7j^端，吸收fna合金在吸aii程中所產(chǎn)生的大量熱。這時，反應(yīng)床II中電動兩通閥8打開，同時電動Hil閥9、10通向熱7jC端，以提高放氫平臺壓。而反應(yīng)紐I己吸織氣，但系統(tǒng)中卻殘留含有高濃度雜質(zhì)氣體的氫氣，所以需要關(guān)閉電動兩通閥12，打開電動兩通閥ll，排出氣體。此時，反^mll處于^^狀態(tài)。由于該步驟只是為了吹掃反應(yīng)床II中殘留的雜質(zhì)氣體，所以這^1禾諧留時間極短，大約30s。第四步，！鋪咄反i^^雜質(zhì)氣體之后，電動兩通閥ii關(guān)閉，反ismn處于等待狀態(tài)，床體澉賴詠。反繊i仍處于吸氫狀態(tài)，而反應(yīng)床n則處于方媳狀態(tài)，其電動兩通閥的開閉狀態(tài)和電動H3I閥的導(dǎo)向狀態(tài)與第三步相同。這^P解劃斥處的時間相對較長，約1020min左右。第五步，反^^II沖飽和吸滿了氫氣。打開電動兩通閥l、7和13，同時為獲得增壓氫，電動Hil閥14和15轉(zhuǎn)向高^;K路，加熱整^fi合金柱。而此時，反繊I正處于吸氫飽和后，排出含有高濃度雜質(zhì)氣術(shù)介段，反賺II處于正在吸氫階段。此時，反賺II和反/^mn中電動HJI閥4、5和9、10通向^^7jC路，床體處于^il]階段。由于該步驟只是為了吹掃反繊I中殘留的雜質(zhì)氣沐所以這僧程停留時間極短，大約30s。第六步，f翔一出Hi^雜質(zhì)氣體之后，電動兩通閥1關(guān)閉，反繊I處于等待狀態(tài)，床體通7軸卩7jc。反i^^in仍處于方j(luò)[a狀態(tài)，而反繊n貝u仍處于吸氫狀態(tài)，其電動兩通閥的開閉狀態(tài)和電動Hii閥的導(dǎo)向狀態(tài)與第一步相同。這個階i^/f處的時間相對較長，約1020min左右。不斷重復(fù)步驟一到步驟六，第一^M產(chǎn)生增壓擬屯的效果。表2第一級中電動閥隨時間的開柳爐齊<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注對于電動兩通閥，符號"+"表示閥門為開，符號"-"表示閥門為關(guān)；對于三通閥，ff^"+"表示閥門干路與熱柯效各相連，符號"-"則標閥門千路與冷^5各相連c第二級中電動閥隨時間的開鄉(xiāng)1^如表3戶標，體運^效程如下表3第二級中電動閥門隨時間的開鄉(xiāng)P序<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>注對于兩通電動閥，符號"+"表示閥門為開，符號"-"表示閥門為關(guān)；對于三通閥，f轉(zhuǎn)"+"標閥門干路與熱、M相連，符號"-"則表示閥門干路與冷^￡各相連。由于第一級和第二級所用的ftfit才料不同，導(dǎo)致吸方働力學(xué)性能的差異，所以第一級和第二級中閥門開閉狀態(tài)的停留時間并不相同。第一步，在活化ffat才料之后，反i^mv中飽和吸滿了氫氣。打開電動兩通閥17，同時為獲得增壓氫，電動Hil閥18和19轉(zhuǎn)向高溫油路，加熱^f媳合金柱。而此時，反艦V正處于吸氫飽和狀態(tài)，反繊VI處于正在吸氫階段。此時，反應(yīng)床V和^Si^V沖電動Hii闊22、23和26、27通向fffi油路，床體處于7轉(zhuǎn)即介段。這個階^iff處的時間約1020min左右。第二步，反i^V中飽和吸滿了氫氣。打開電動兩通閥21，同時為獲得增壓氫，電動Hffl閥22和23轉(zhuǎn)向高溫油路，加熱WM線合金柱。而此時，反^J^VI正處于吸氫tW狀態(tài)。關(guān)閉電動兩通閥17，打開電動兩通閥16，使反，IV處于正在充氫狀態(tài)。此時，反艦IV和反^^VI中電動Hil閥18、19和26、27通向{驢油路，床體處于7轉(zhuǎn)卩階段。這個階l鄰萬處的時間約1020min左右。第三步，反MVI中飽和吸滿了氫氣。打開電動兩通閥25，同時為獲得增壓氫，電動Hil閥26和27轉(zhuǎn)向高溫油路，加熱齡f體合金柱。而此時，反繊IV正處于吸氫t頓卩狀態(tài)，反I繊V處于正在吸氫階段。此時，反〖繊IV和反應(yīng)應(yīng)V中電動HS閥18、19和22、23通向低溫油路，床體處于7轉(zhuǎn)卩階段。這個階I^Jf處的時間約1020min左右。不斷重復(fù)步驟一到步^H，第1it^生了x^S氣增壓的效果?！∴l(xiāng)例將壓力為lMPa，氫氣^鍍?yōu)?8%的氫氣艦設(shè)備入口與齡設(shè)備相連。第--級增IEII統(tǒng)中，^合金柱中充填的合金為La-Y-M-Al合金，第一級熱交絲統(tǒng)中液體循環(huán)加熱管路和液術(shù)盾環(huán)^4口管路中所l頓的導(dǎo)齢質(zhì)為水；第二級增壓系統(tǒng)中，^S合金柱中充填的材料為LaNi5球磨改性釩，具體改ffil程如下電解V先經(jīng)50%HC1溶液清洗，再用7jOl無水乙M洗，最后烘干。將電解V和LaNi5按12:1的質(zhì)量配比混合置于行星式球磨機中，在Ar氣氛中進行有控制的mW磨，球料比為20:1，球磨時間為2小時，球磨^I在100轉(zhuǎn)/分到200轉(zhuǎn)/分之間。第二級熱交^m統(tǒng)中液體循環(huán)加熱管路中和液術(shù)盾環(huán)7軸卩管路中所i頓的導(dǎo)熱介質(zhì)為硅油。電動閥127在計穀鵬制下，確保第一級增JB1程中第一步停留時間為30s，第二步停留時間為15min，第三步停留時間為30s，第四步停留時間為15min，第五步停留時間為30s，第六步停留時間為15min;確保第二級增JB1程中第一步停留時間為15第二步停留時間為15min，第三步停留時間為15min。1t測設(shè)備輸出口的氫氣，可以看出其壓力為36.534MPa，純度為為&299.999%,02(Ar)=1ppm，N2=2ppm，CO=0.2ppm，CO2=0.4ppm，CH4=0.2ppm,H20=2.6ppm。權(quán)利要求1、連續(xù)輸氫設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備由第一級增壓系統(tǒng)、第二級增壓系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)構(gòu)成；相互連接的第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系統(tǒng)分別由三個相連的反應(yīng)床構(gòu)成，反應(yīng)床連有熱交換系統(tǒng)。2、按照權(quán)利要求1臓的遊^M設(shè)備，期寺征在于低壓普純氫氣源與催化脫^a進口端相連，催化脫f^s出口端與^f繊口端相連，^篩出口端連至第一級增壓系統(tǒng)的反f，部分。3、按照權(quán)利要求1戶脫的遊賣,設(shè)備，^f寺征在于在第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系統(tǒng)的入口和出口M止回閥。4、按照豐又利要求1戶，的ii^賣^S設(shè)備，期寺征在于第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系歉間薪f約瓶。5、按照權(quán)利要求i戶，的ii^,設(shè)備，；^寺征在于反，中液體出入口與電動Hil閥的公共端口相連。6、按照權(quán)利要求1臓的遊賣驢設(shè)備，辦征在于第一級增壓系統(tǒng)由衝tiM^a、好篩、止回閥、電動兩通閥、電動HS閥、針閥、過濾器、a^構(gòu)成；戶;fM第一級增壓系統(tǒng)中，催化脫^a的進口端與普純氫氣源相連，其出口端與好篩進口端相連，5H^篩的出口端與止回閥的入口端相連，止回閥的出口端分別與三個電動兩通閥的入口端相連，而齡電動兩通閥的出口端分別與一i^閥的入口端和一個電動兩通閥的入口端相連，其中電動兩通閥的出口端通向大氣，針閥的出口^fflilil濾駒反f繊的氣體入口端相連；齡反的氣體出口^MM濾器與電動兩通閥的入口端相連；三個電動兩通閥的出口端并聯(lián)于-一個氫氣出口，談氫氣出口艦不f辯鵬H管與止回閥的入口端相連，止回閥的出口端與儲氣瓶的入口端相連；第二級增壓系統(tǒng)由止回閥、穩(wěn)流器、流量計、電動兩通閥、電動HM閥、針閥、過濾器、反〖棘構(gòu)成；戶腿第二級增壓系統(tǒng)中，止回閥的出口端分別ffiil電動兩通閥和過濾^i第二級的三個反繊的氣體入口端相連；第二級中三個反/被的針氣體出口端分別Mil濾器和電動兩通閥并聯(lián)于一個氣體出口，該氣體出口M不l蘇ft路與針閥的入口端相連，針閥的出口3±±回閥與穩(wěn)流器的入口端相連，而穩(wěn)流器的出口端與流量計的入口端相連，流量計的出口端就是St增壓系統(tǒng)的出口端。7、按照權(quán)利要求1戶腿的遊賣im設(shè)備，^tf征在于戶腿第一級增壓系統(tǒng)中，針反艦的、淑各入口端和MS各出口端分別與電動三通閥的公共端口相連，而電動Ha閥的右端口與第一級熱交換系統(tǒng)中的液做轉(zhuǎn)卩循環(huán)管路相連，電動H31閥的左端口與第一級熱交換系統(tǒng)的液働[]熱循環(huán)管路相連；液體加辦盾環(huán)管路和液術(shù)錄離環(huán)管路中充滿導(dǎo)熱液體，Mil循環(huán)泵實現(xiàn)液體的循環(huán)流動，液j勒Q辦盾環(huán)管路和液體7轉(zhuǎn)口循環(huán)管路埋在熱交換M!中；戶脫第二級增壓系統(tǒng)中，齡反繊的^被各入口端和出口端分別與電動三通閥的公共端口相連，而電動HiI閥的右端口與第二級熱交換系統(tǒng)中的液體冷卻循環(huán)管路相連，電動Hil閥的左端口與第二級熱交換系統(tǒng)的液働口辦盾環(huán)管路相連；液働n熱循環(huán)管路和液術(shù)賴口循環(huán)管路中充滿導(dǎo)熱液體，M循環(huán)泵實現(xiàn)液體的循環(huán)流動，謝勒n辦盾環(huán)管路和液術(shù)賴卩循環(huán)管路埋在熱交換，中。8、按照權(quán)利要求1戶腿的3^賣驢設(shè)備，其特征在于第一級增壓系統(tǒng)、第二級增壓系統(tǒng)中設(shè)置的電動閥以及^M專感器、壓力變送器與計^1^!制及采集系統(tǒng)相連；戶腿計嶽鵬制與采1系統(tǒng)由采辯莫塊、電源、計對幾、繼電器、可編iiS制器鄉(xiāng)賊，分為控制部分和翻采集部分；控制部^W可編禾避制器和繼電器自動控制第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系統(tǒng)中各類電動閥，可編禾避制器與討-1相連，由計穀幾輸入;采集部分由采對莫±央分別獲取設(shè)備中的壓力變送器、，傳，的信號，然后^f言號4^f^i十算4幾，由計穀幾作為信，出端。專利摘要本實用新型涉及一種氣體增壓提純設(shè)備，特別是一種用于35MPa氫氣增壓提純的連續(xù)輸氫設(shè)備，解決傳統(tǒng)的有油機械式氫壓縮機存在的輸出氣體中含油、影響燃料電池的正常工作等問題，以及無油機械式壓縮機存在運動部件的磨損問題。設(shè)備由第一級增壓系統(tǒng)、第二級增壓系統(tǒng)、熱交換裝置組成；壓力為1～2MPa的普純氫(純度＜99％)在經(jīng)過第一級增壓系統(tǒng)和第二級增壓系統(tǒng)后其壓力被增至35MPa，而純度＞99.999％，在氫氣增壓和液體循環(huán)的過程中，控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)進行采集與處理，對系統(tǒng)中各類閥門的開關(guān)狀態(tài)進行控制。本實用新型具有自動化程度高、測量參數(shù)全面、能源利用效率高、使用便捷、高效、使用安全、維護方便、投資省、噪音小等優(yōu)點。文檔編號C01B3/00GK201052967SQ200720013010公開日2008年4月30日申請日期2007年6月29日優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日發(fā)明者周倩青,李慎蘭,柯楊,程宏輝,偉陳,陳德敏申請人:中國科學(xué)院金屬研究所