现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。
现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:1)站内制氢供氢加氢站技术;2)外供氢加氢站技术。

站内制氢加氢站技术

来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。主要采用两张技术路线:电解水制氢、天然气重整制氢。
电解水制氢:已十分成熟
电解水制氢的技术目前已经十分成熟,欧洲大多数加氢站都采用这种技术。电解水制氢装置利用电力将水分解成氢气和氧气后,利用压缩机将氢气以高压形式储存在储罐中,通过加注机完成向燃料电池大客车的氢气加注。由于回收成本的问题,制氢过程中所生成的氧气一般都直接排放到大气中。
电解水制氢技术已经发展得相当成熟,各个站均采用了高度集成的整体壳装式设备,十分便于安装,大大提高了自动化程度,同时减少了设备所占用空间。
天然气重整制氢:广泛应用于化工行业中,制氢成本低、初始投资大
天然气重整制氢具有制氢成本低的优点,并能充分依托现有的天然气基础设施经验来发展氢能基础设施,但其设备初始投资较大、制备的氢气需要经过纯化工艺方能满足燃料电池的要求。大规模的天然气重整制氢(> 100Nm³/h)已广泛应用于化工行业,加氢站站用规模(50 -200Nm³/h)的天然气重整制氢技术目前正在开发之中。与水电解制氢装置类似,整套装置集成在一个框架之内,便于运输和现场安装。
制氢能力为100Nm³/h。重整制氢过程所使用的天然气来自天然气公司,天然气公司将未加硫的天然气用于重整制氢,由于天然气中不含硫,通过反应器设计和燃烧控制,能够有效地降低氮氧化物的生成,因此,重整器的燃烧烟气中几乎没有SOx、NOx等污染物,烟气直接排放到大气中。

外供氢加氢站技术

来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。使用外供氢气对燃料电池大客车进行加注,其氢气来自于钢铁企业的副产氢气,使用高压氢气瓶集束拖车运输。
加氢站租借运输氢气的高压氢气瓶集束拖车,每辆拖车装有18个高压氢气瓶,每次可以以20MPa的压力运送4000Nm³的氢气。平时站区里停泊2辆拖车,另有1辆拖车往返加氢站和氢源之间,运送氢气,替换站内的空车。拖车上装有压力传感器,可以远程监测拖车里的氢气量。由于运送来的氢气已经有20MPa的压力,其压力完全可以满足给车辆添加燃料时中、低压加注的需要,运送来的一部分氢气可以在加注机内压力逻辑控制盘的调节下直接向车辆加注,不需要通过高压氢气压缩机。
当燃料电池客车车载气瓶的压力与拖车上气瓶的压力趋于平衡后,再启用站上压力为43.8MPa的高压氢气储罐中的氢气继续加注。这种加注方式可以大大降低氢气压缩机的功耗,同时减少站上所需高压氢气储罐的容积。
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