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固定式 储氢容器 都有哪些,都什么特点?

时间:2022-07-31 来源: 浏览:

固定式 储氢容器 都有哪些,都什么特点?

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本文摘自:段志祥, 黄强华, 薄柯, 等. 我国固定式储氢压力容器发展现状综述[J]. 中国特种设备安全, 2022, 38(4). 作者单位:中国特检院

固定式储氢压力容器可用于储存气态、液态及固态氢,主要用在化工成套装置、制氢工厂(站)、液氢工厂及加氢站等。
储氢容器的主要特点有:具有氢脆风险、具有疲劳失效风险(如加氢站容器频繁的压力波动)、失效后果严重(氢气易燃易爆,能量大)。
储存气态氢的压力容器,主要用于气氢加氢站,设计压力为45MPa或90MPa。
储存液态氢的压力容器,主要用于液氢加氢站,内筒设计温度在-253℃以下,设计压力≤1.08MPa。
储存固态氢的压力容器,主要用于加氢站或小型氢气储存装置,设计压力在10MPa以下,但需要氢气的吸附和脱附反应。
一、气氢容器
1 .1  单层容器:
1、瓶式:一般用CrMo钢等无缝钢管制造,两端热旋压收口,结构上不允许焊接。
2、地下储气井:一种地下、管状、立式承压设备。
1.2   多层容器:
1、金属内胆纤维环缠绕容器:其内胆与瓶式单层容器相同,通过在内筒环向上缠绕碳纤维或玻璃纤维起到控制内胆厚度的作用。
2、金属内胆纤维全缠绕容器:全纤维缠绕能够保证足够的强度,但成本较高,并非优选。
3、塑料内胆纤维全缠绕容器:内胆主要起密封作用,纤维缠绕层保证强度,此类容器抗氢脆性能好、抗疲劳寿命高,但成本也高。
4、钢带错绕式容器:制造成本相对于纤维缠绕低,但制造工艺复杂,焊缝较多,制造周期长。
5、层板包扎式容器:结构上与钢带错绕类似,但轴向承载能力要好些。
二、液氢容器
此前我国的液氢容器主要应用于航空航天领域,目前也已进入民用领域,近年来国内外气体公司也将液氢容器作为重要的发展方向。
液氢工厂一般需要2个容器较大的液氢容器,设计压力0.6MPa,容积一般为100~500立。
加氢站中的液氢容器,设计压力不大于1.08MPa,容积一般为20~100立。
三、固氢容器
固态储氢容器是采用物理吸附、化学反应等技术,通过固体介质将氢气固定,达到储存的目的。此类技术的共同优点是氢气的状态相对温和、安全性比气态储氢高,其缺点是氢气的吸附/释放反应过程可控性不如气态储氢、储氢质量分数低、不环保(有机物、稀土元素的消耗) 、需要额外的站内压缩机投入等。
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