制氢加氢站关键技术及系统的研究

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1、氢能与燃料电池／C}蔓AP鼍、麟R2制氢加氢站关键技术及系统的研究张立芳，张硕(北京久安通氢能科技有限公司，北京100085)摘要：本文论述了制氢加氢站对发展我国氢燃料电池、燃料电池电动汽车、能源经济的重要性、必要性和紧迫性，论述了如何利用我国现阶段自有装备技术、工艺技术设计建造成我国第一座制氢加氢站以及该站对我国今后建造加氢站所起到的示范与指导作用。重点阐述了制氢加氢站系统及工艺方法的创新和系统中关键设备的自主创新，为今后建设加氢站创立了新的思路。关键词：制氢加氢站；关键技术；系统；工艺方法；技

2、术创新ResearchofKeyMethodofMadeandRefuelingHydrogenGasZhangLifang，ZhangShuo(BeijingJONTONHydrogenTech．Co．，Ltd，Beijing100085，China)Abstract：Thispaperdescribestheimportance，necessityandurgencyofhydro—genproducingandrefuelingstationtothedevelopmentofruelcel

3、l。ruelcellelectricvehiclesandenergyeconomyinChina．ItdiscusseshowtoutilizeourequipmentsandtechnologiestoconstructthefirsthydrogenproducingandrefuelingstationinChina．Thedemonstrationofthisstationisalsotreated．Itmainlyintroducesthein—novationofthesystem，

4、methodsandthekeyequipments．Thisprovidesanewmodeofmakinghydrogenstation．Keywords：HydrogenProducingandRefuelingStation；KeyTechnology；Sys—tern；TechnologicalMethod；TechnologyInnovation1前言氢气(H2)作为工业原料一直被广泛地应用于各工业生产企业，如玻璃业、电子产业、石英产业、宝石行业、冶金企业和化工业。随着化石能源的紧张与

5、匮乏和对环境保护要求的不断提高，氢气因其一个国家的台发展，燃料电能源转换效率高，比化石能源更清洁，可再生循环利用等优点，越来越显示出它在邑源战略和能源安全方面的重要性，受到各国政府和企业高度重视。为加快氢能池电站、燃料电池汽车及氢内燃机车不断被推出并投入应用。19鬻星空旦主国塑堂銮望生叁墅堑主旦国!堕蔓堂皇镬辩新能源汽车创新发展论坛优秀论文集(新能源汽车)然而制约燃料电池车和氢内燃机车真正走向实用、走向市场、走向大众生活的障碍，除其自身技术及价格问题外，最大的障碍是经济规模的制氢、储氢、加注氢的制

6、氢加氢站技术及其社会配套的普遍性。我国2007年8月份发布的《863计划先进能源技术领域专题课题申请指南》将“加氢站系统关键技术’’作为目标导向类课题，主要研究固定及移动式加氢站的设计、建造、储存、压缩及加注等关键技术，以期为国内后续加氢站设计及建造奠定基础。本文在完成“863’’计划课题的研究基础上论述了制氢加氢站系统的关键技术、系统配置及其工艺方法，重点阐述了系统中关键设备的自主创新和工艺方法的创新，为我国今后建造加氢站起到示范与指导作用。2制氢加氢站系统关键技术在没有制氢加氢站的情况下，要给

7、燃料电池车和氢气运输罐车充装氢气，所采取的办法是把电解水或天然气重整制成的氢气通过纯化装置提纯后，直接把氢气储存在一个压力为1～4MPa的大型储罐内，低压保存。在给汽车充装氢气时，用氢气压缩机把氢气从储罐中抽出，升压到15～20MPa，直接充人车用储氢罐。上述系统由制氢设备、纯化设备、储罐、氢气压缩机等主要设备组成，其主要问题在于储罐的低压，要想达到几千立米的储气量，罐体非常庞大。例如存储2000Nm3的氢气，需要水容积1000m3以上的大罐，其造价和占地面积都是可想而知的。第二，现在使用的氢气压

8、缩机排气压力都在20MPa以下，流量在200Nm3以下，这就会造成给燃料电池汽车加650Nm3气需要3～4个小时，给氢气运输罐车充装2000Nm3气需要1o小时以上。同时对燃料电池汽车来说，20MPa储气压力下，为达到足够的续航距离，会大大增加车载储氢容器容积。第三，现用系统中没有专用的氢气加注机，不能对流量、压力、温度、应力变形进行实时监控和计量，因而不能保证其系统的安全性和商业性。制氢加氢站系统是一个成套技术。首先是制氢技术，传统上采用的电解水制氢和天然气重整制氢技术是成熟的，