基于过程模拟的加氢站卸气和充装过程研究

氢气卸气和充装是加氢站主要的工艺操作过程。研究发现,加氢站的卸气过程中,储氢容器容积配比及操作顺序对取气率有影响。若按高压、中压和低压顺序卸气时,储氢容器容积配比为2(高压)∶3(中压)∶4(低压),长管拖车的取气率达到了63%;高于总水容积相同但储氢容积比变为1∶1∶1时的取气率。若按高压、中压和低压顺序卸气模式,其取气率比按低压、中压和高压相反顺序的取气率略高。在对氢燃料电池汽车进行氢气充装时发现,按照由低压到高压储氢容器充装模式,两种罐容比(2∶3∶4和1∶1∶1)下的取气率大致相当。另外,采用加氢机直充方案充装氢气时,其取气率高于用储氢罐方案的取气率,可通过增加加氢机单机能力或多台机并联的方式满足高峰时段的加注需求。此研究结论可为加氢站工程设计、标准制定及现场运维提供数据支持和指导。

加氢站高压储氢瓶分级方法

应用真实气体状态方程,拟合了常用温度压力范围内的氢气压缩因子,建立了加氢站高压氢气多级加注的计算方法。以取气率作为指标,研究比较了二级加注和三级加注方式,讨论了等质量加注和变质量加注两种模式及储气压力和储气容积对取气率的影响。通过计算,发现三级变质量加注是最佳模式,可获得较高的取气率。研究表明:三级加注加氢站储氢瓶组的通用最佳容积比是4:3:2和2:2:1,研究结果对加氢站的设计和操作具有重要参考价值。

加氢站储氢容器优化配置研究

以当前建设规模为日加注1000kg、35MPa氢气的加氢站为研究对象,根据质量守恒定律,建立了计算加氢站储氢瓶组取气率的数学模型。从原理上研究了储氢容器高、中、低压不同容积比例设置对其取气率的影响。结果表明,随着低压储氢瓶组水容积逐渐增加,整个加氢站储氢容器的取气率呈先增大后减小的趋势,当高、中、低压储氢容器的水容积比例为2∶3∶4时,整个加氢站储氢容器的取气率最高,为46.483%。