一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统

技术领域

本发明涉及甲醇氢能燃料储存技术领域，尤其涉及一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统。

背景技术

甲醇是制造氢气的重要原材料，而氢气是一种典型的清洁能源，可用于氢能汽车等领域，在环保越来越受到重视的大环境下，甲醇制氢将成为氢气的一个重要来源，甲醇制氢是通过甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,再经过变压吸附法将H2和CO2分离,得到高纯氢气，甲醇制氢的氢收率很高，且生产操作难度较低非常适用于工业大量生产；

甲醇制氢的甲醇原料使用储罐进行储存，但是甲醇不适用于长期储存，因为甲醇的易燃性以及甲醇挥发的易燃易爆性，都使得甲醇液体的储存处处存在风险，目前的甲醇储存技术只适用于短期储存，而缺少维护甲醇液体长期罐装储存的相关技术设备条件，一般小型储罐的储存时间不超过一年，而大型储罐则一般在3至5个月，当甲醇原料出现积压而需要长期储存时，显然现有的罐装储存设备存在一定风险，因此为了解决上述问题，我们提出了一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统。

发明内容

本发明提出的一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统，解决了现有的甲醇储存技术只适用于短期储存而缺少维护甲醇液体长期罐装储存的相关技术设备条件，导致在长期储存甲醇液体时存在安全风险的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统，包括储罐和进排料系统、静电消除系统、压力控制系统和甲醇回收系统，所述储罐为不锈钢材质带有接地的金属罐体，且所述储罐还安装有监控设备，监控设备监控储罐的罐体温度、储罐内液态甲醇的核心温度、储罐内液态甲醇的液位以及储罐内挥发甲醇的压力，所述进排料系统为带有接地的金属离心泵以及相应带有接地的金属管道和阀门，所述静电消除系统拥有单独的副罐，且配置有离子风发生器以及相关的管路、增压装置，所述副罐内还设置有过滤功能，且副罐还与储罐共享接地，所述甲醇回收系统主要由冷凝设备和相应的挥发甲醇循环管路、冷凝液态甲醇回收管路构成，压力控制系统由分布在储罐和进排料系统、静电消除系统和甲醇回收系统中的压力传感器以及相关阀门组成，调控储罐内挥发甲醇压力，判断其它挥发甲醇相关带压设备的启停控制，除了安全压力调控外还用于挥发甲醇驱替空气的控制。

作为本发明的一种优选技术方案，该撬装稳定系统的储罐接地点不少于两处,接地线为铜质金属带，且设置有孔为可拆装结构,单个接地点的接地电阻小于10欧姆，该撬装稳定系统的设备外围建筑，包括箱式防护外壳以及撬装稳定设备所处的区域，防护外壳内壁和周边地面因涂覆有防静电涂层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述监控设备包括安装于储罐罐体外壁的温度传感器、安装于液态甲醇中的温度传感器、安装于储罐内部气态甲醇内的压力传感器，安装于储罐内部的液位传感器，上述传感器通过有线或无线的方式与控制室电脑电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述进排料系统在排料时利用甲醇液重力排料，进排料系统在进料时，离心泵先将罐车或生产车间的液态甲醇泵至撬装稳定设备中的副罐中，副罐为高位罐，设置于储罐的顶端，储罐的顶端向内部延伸至罐底设置有导管，液态甲醇在副罐进行充分的过滤和消除静电后，再由储罐罐顶导管排入储罐内部，避免飞溅；进排料系统所述使用的阀门为气动阀门或手动阀门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述静电消除系统具体包括用于产生除静电用离子风的离子风发生器、用于连接储罐和副罐的管路和阀组、用于导电中和液态甲醇静电的金属空腔薄板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述金属空腔薄板经过副罐内部，但与副罐之间隔绝密封，离子风经过金属空腔薄板时，通过金属空腔薄板导电作用中和流经金属空腔薄板的液态甲醇，该静电消除系统既可以对进料液态甲醇进行静电消除，也可以将储罐内液态甲醇在储罐和副罐之间打循环，再利用静电消除系统对储罐内液态甲醇进行静电消除。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压力控制系统通过罐体内压力传感器识别到压力超过挥发甲醇回收的设定阀值时，则打开储罐顶端与甲醇回收系统之间的阀组，在挥发甲醇压力作用下，挥发甲醇自动向低压的甲醇回收系统内流动，经过低温冷凝技术将部分挥发甲醇冷凝为液体甲醇并泵回到储罐内，未能够完全冷凝的挥发甲醇则通过增压泵和单向阀组等重新泵回到甲醇回收系统的初始位置参与循环冷凝，直到储罐压力恢复正常，挥发甲醇冷凝回收系统的回路完全密封,避免空气通过静电消除系统侵入储罐内部接触甲醇，避免甲醇变质。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压力控制系统在静电消除系统工作时，离子风对循环液态甲醇静电去除的同时还对液态甲醇进行风冷。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压力控制系统在进排料系统工作时，由于副罐内液态甲醇排入储罐内液态甲醇中导致储罐挥发甲醇压力升高，同时罐车内部压力降低，通过压力控制系统调取储罐内挥发甲醇向罐车、副罐内输送挥发甲醇，以平衡三者的压力。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压力控制系统在进排料开始之前就调取储罐内的挥发甲醇对进排料管路内的空气进行驱替避免甲醇变质。

本发明的有益效果为：

1、该甲醇储存撬装稳定系统，设置储罐和副罐配合使用，并依附储罐和副罐连接安装进排料系统、静电消除系统、压力控制系统和甲醇回收系统，利用压力控制系统覆盖其他所有系统，感知其它系统中设备压力状态变化，调控整体压力平衡，除了控制的挥发甲醇压力平衡和挥发甲醇冷凝回收启停等，还主动从储罐内调控挥发甲醇向其它设备、管路，用以驱替空气，避免在与外界环境进行进排料时混入空气引起甲醇变质；

2、该甲醇储存撬装系统中的静电消除系统与储罐、副罐配合使用，利用路径副罐的金属中空薄板流通离子风，利用离子风经过金属空腔薄板时，通过金属空腔薄板导电作用中和流经金属空腔薄板的液态甲醇，该静电消除系统不仅可以去除静电，离子风对循环液态甲醇静电去除的同时还对液态甲醇进行风冷。

综上所述，该系统除有效的解决了现有的甲醇储存技术只适用于短期储存而缺少维护甲醇液体长期罐装储存的相关技术设备条件，导致在长期储存甲醇液体时存在安全风险的问题。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种甲醇氢能燃料撬装稳定系统，包括储罐和进排料系统、静电消除系统、压力控制系统和甲醇回收系统，储罐为不锈钢材质带有接地的金属罐体，且储罐还安装有监控设备，监控设备监控储罐的罐体温度、储罐内液态甲醇的核心温度、储罐内液态甲醇的液位以及储罐内挥发甲醇的压力，进排料系统为带有接地的金属离心泵以及相应带有接地的金属管道和阀门，静电消除系统拥有单独的副罐，且配置有离子风发生器以及相关的管路、增压装置，副罐内还设置有过滤功能，且副罐还与储罐共享接地，甲醇回收系统主要由冷凝设备和相应的挥发甲醇循环管路、冷凝液态甲醇回收管路构成。

关于储罐，具体的该撬装稳定系统的储罐接地点不少于两处,接地线为铜质金属带，且设置有孔为可拆装结构,单个接地点的接地电阻小于10欧姆，该撬装稳定系统的设备外围建筑，包括箱式防护外壳以及撬装稳定设备所处的区域，防护外壳内壁和周边地面因涂覆有防静电涂层，监控设备包括安装于储罐罐体外壁的温度传感器、安装于液态甲醇中的温度传感器、安装于储罐内部气态甲醇内的压力传感器，安装于储罐内部的液位传感器，上述传感器通过有线或无线的方式与控制室电脑电性连接，储罐作为本系统中储存液态甲醇的核心设备，同时保留一定的安全挥发甲醇压力，用于辅助空气驱替，确保甲醇不接触空气变质。

进排料系统，具体的在排料时利用甲醇液重力排料，进排料系统在进料时，离心泵先将罐车或生产车间的液态甲醇泵至撬装稳定设备中的副罐中，副罐为高位罐，设置于储罐的顶端，储罐的顶端向内部延伸至罐底设置有导管，液态甲醇在副罐进行充分的过滤和消除静电后，再由储罐罐顶导管排入储罐内部，避免飞溅，进排料系统使用的阀门为气动阀门或手动阀门，副罐是该系统中的中转设备，用于进料安全和液态甲醇循环倒罐，辅助液态甲醇进行静电去除、过滤，确保进入储罐内的液态甲醇的安全和品质。

静电消除系统，静电消除系统具体包括用于产生除静电用离子风的离子风发生器、用于连接储罐和副罐的管路和阀组、用于导电中和液态甲醇静电的金属空腔薄板，金属空腔薄板经过副罐内部，但与副罐之间隔绝密封，离子风经过金属空腔薄板时，通过金属空腔薄板导电作用中和流经金属空腔薄板的液态甲醇，该静电消除系统既可以对进料液态甲醇进行静电消除，也可以将储罐内液态甲醇在储罐和副罐之间打循环，再利用静电消除系统对储罐内液态甲醇进行静电消除，离子风对循环液态甲醇静电去除的同时还对液态甲醇进行风冷。

该装置解决现有甲醇储存技术只适用于短期储存而缺少维护甲醇液体长期罐装储存的相关技术设备条件，导致在长期储存甲醇液体时存在安全风险问题的工作原理：

该撬装稳定系统包括储罐和进排料系统、静电消除系统、压力控制系统和甲醇回收系统，其中压力控制系统没有具体的设备结构，压力控制系统由分布在储罐和进排料系统、静电消除系统和甲醇回收系统中的压力传感器以及相关阀门组成，调控储罐内挥发甲醇压力，判断其它挥发甲醇相关带压设备的启停控制，除了安全压力调控外还用于挥发甲醇驱替空气的控制，具体的压力控制系统主要负责的内容为：

1、压力控制系统通过罐体内压力传感器识别到压力超过挥发甲醇回收的设定阀值时，则打开储罐顶端与甲醇回收系统之间的阀组，在挥发甲醇压力作用下，挥发甲醇自动向低压的甲醇回收系统内流动，经过低温冷凝技术将部分挥发甲醇冷凝为液体甲醇并泵回到储罐内，未能够完全冷凝的挥发甲醇则通过增压泵和单向阀组等重新泵回到甲醇回收系统的初始位置参与循环冷凝，直到储罐压力恢复正常，挥发甲醇冷凝回收系统的回路完全密封,避免空气通过静电消除系统侵入储罐内部接触甲醇，避免甲醇变质，甲醇回收系统还兼容控制液态甲醇温度的作用，当储罐内压力正常，但是温度较高时，则可抽取液态甲醇经过甲醇回收系统进行降温冷却；

2、压力控制系统对不同设备之间的压力调控，由于副罐内液态甲醇排入储罐内液态甲醇中导致储罐挥发甲醇压力升高，同时罐车内部压力降低，压力控制系统通过调取储罐内挥发甲醇向罐车、副罐内输送挥发甲醇，以平衡三者的压力，确保安全进排料。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明中其他未详述部分均属于现有技术，故在此不再赘述，最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。