Способ хранения и выдачи газообразного водорода и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F17C11/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, холодильной и заправочной технике, а именно к способам хранения водорода в гидридообразующих соединениях.

Целью изобретения является повышение термодинамической и функциональной эффективности внутрикамерных процессов в устройствах на базе гидридообразующих соединений.

Поставленная цель достигается тем, что хранение водорода осуществляют в связанном состоянии в составе полисекционно размещенного гидридообразующего соединения, а процесс десорбции водорода из гидридообразующего соединения реализуют путем разогрева этого соединения с помощью конвективного нагревателя, причем в процессе десорбции водорода проводят

многократную промежуточную регенерацию располагаемого теплового потенциала теплоносителя, циркулирующего в контуре нагревателя, и используют для этого энергию, освобождающуюся при окислении (сжигании) части десорбируемого водорода.

Способ реализуется следующим образом.

Водород хранят в связанном состоянии в составе гидридообразующего соединения (например, гидридов таких соединений, как: Lao,4Cai,6Mgi2: LaNis; TiFe).

Десорбцию водорода из гидридообразующего соединения реализуют путем разо- грева этого соединения с помощью теплоносителя, циркулирующего в.контуре конвективного нагревателя, имеющего тепловой контакт с гидридообразующим соединением, При этом в процессе десорбции

ел С

00

о о со

со

одорода проводят регенерацию распола- аемого теплового потенциала теплоносиеля; циркулирующего в контуре конвективного нагревателя, Для этого на промежуточных участках нагревателя организуют дополнительный теплоподвод от исочника тепла. С этой целью используют епло, произведенное при окислении (сжигании) части десорбированного из гидридо- брэзующего соединения водорода.

Проведенная таким образом регенерация располагаемого теплового потенциала еплоносителя в контуре конвективного нагревателя обеспечивает идентичные температурные условия десорбции водорода из гидридообразующего соединения в области его теплового взаимодействия с конвектив- ным нагревателем.

Общий вид варианта устройства для осуществления способа представлен на чертеже. .

.Устройство для осуществления способа содержит герметичный сосуд давления 1, разделенный на секции 2, внутреннее протранство которых содержит насадку из гидридообразующего соединения (например, гидридов: Lao.4Cai,6Mgi2: LaNi5, TeFe) 3 и сообщено посредством коллектора 4 с патрубком подачи водорода 5. В сосуде давле- ния 1 размещен нагреватель 6, выполненный в виде конвективного змеевика, контур которого последовательно проходит через всю совокупность секций 2 этого сосуда. Снаружи сосуда давления 1 расположена камера окисления (сжигания) водорода 7, -внутреннее пространство которой сообщено с внутренним пространством коллектора А посредством трубопровода 8 и сопряжено, посредством ряда тепловых мостов 9, с внутренним пространством нагревателя 6 на участках его входа в каждую из секций 2, следующих за первой из них по ходу теплоносителя в нагревателе 6. При этом на патрубке подачи водорода 5 и трубопроводе 8 установлены запорные органы 10 и 11 соответственно. .

Устройство работает следующим образом. Запорные органы 10 и 11 находятся в открытом состоянии. При задействованном нагревателе 6(в контуре конвективного змеевика циркулирует теплоноситель) производят начальный разогрев насадки из гидридообразующего соединения 3, размещенной во внутреннем пространстве секций 2 сосуда давления 1, при снижении располагаемого теплового потенциала теплоносителя по длине нагревателя 6, создавая, таким образом,условия, необходимые для десорбции водорода из гидридообразующего соединения насадки 3. При этом параметры выдаваемого потребителю водорода определяются совокупностью параметров частных потоков водорода, генерируемых в каждой из секций 2 сосуда

давления 1 при различающихся (убывающих по ходу теплоносителя в нагревателе 6, в силу падения располагаемого теплового потенциала теплоносителя) температурных ус- ловиях режима десорбции. Часть

0 десорбированного таким образом водорода отбирается из коллектора 4 и, через трубопровод 8, подается в камеру окисления (сжигания) водорода 7, в которой производится его окисление (сжигание).

5 Освобождающаяся при этом тепловая энергия, посредством ряда тепловых мос- . тов 9, передается из камеры окисления (сжигания) водорода 7 потоку теплоносителя в контуре нагревателя 6 на участках входа

0 этого нагревателя в каждую последующую, после первой по ходу теплоносителя, из секций 2 сосуда давления 1. В силу этого, на указанных участках нагревателя 6 происходит локальное повышение температуры

5 циркулирующего в его контуре теплоносителя и восстановление теплового потенциала последнего.

В результате в каждой из секций 2 сосуда давления 1 обеспечиваются темпера0 турные условия режима десорбции водорода из гидридообразующего соединения насадки 3, идентичные с температурными условиями режима десорбции водорода в первой (по ходу теплоносителя в нагрева5 теле 6) из секций 2,

Таким образом, предлагаемый вариант технического решения позволяет провести регенерацию располагаемого теплового потенциала теплоносителя на промежуточных

0 участках конвективного нагревателя, обеспечив, тем самым, идентичные температурные условия процесса десорбции водорода для всей совокупности секций сосуда давления с насадкой из гидридообразующего со1

5 единения при более высокой

среднеинтегральной температуре режима

десорбции, что обеспечивает повышение

термодинамической и функциональной эф- фективности внутрикамерных процессов в

0 устройствах на. базе гидридообразующих соединений,

Формула изобретения 1. Способ хранения и выдачи газообразного водорода, включающий хранение водо5 рода в связанном состоянии в составе гидридообразующего соединения и выдачу путем десорбции водорода при разогреве соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, разогрев осуществляют потоком теплоносителя

У

с подводом к нему на промежуточных участках по ходу теплоносителя дополнительных потоков тепла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем. что дополнительные потоки тепла получают при окислении части десорбирован- ного водорода.

3. Устройство для хранения и выдачи газообразного водорода, содержащее герметичный сосуд давления с патрубком подачи водорода и запорным органом,насадку из гидридообразующего соединения и размещенный в ней нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, сосуд разделен на секции, сообщенные через коллектор с патрубком

0

5

подачи, нагреватель выполнен в виде кон- вективного змеевика, проходящего через все секции сосуда давления, устройство снабжено камерой окисления водорода, расположенной снаружи сосуда, подключенной к коллектору посредством трубопровода и сопряженной с промежуточными участками нагревателя посредством ряда тепловых мостов.

4. Устройство по п. 3, отличающее- с я тем, что тепловые мосты герметично введены во внутреннее пространство нагревателя : на участках его входа в каждую по- следующую, после первой по ходу теплоносителя, секцию сосуда давления.

Область применения: в хранении водорода в гидридообразующих соединениях для повышения термодинамической и функциональной эффективности внутрикамер- ных процессов в устройствах на базе гидридообразующих соединений. Сущность изобретения: способ заключается в выравнивании в совокупном объеме гидридообра- зующего соединения, содержащегося в системе хранения и выдачи водорода, определяющих процесс десорбции водорода режимных параметров. Новым является то, что в процессе десорбции водорода проводят многократную промежуточную регенерацию располагаемого теплового потенциала теплоносителя, циркулирующего в контуре нагревателя, используя при этом энергию, освобождающуюся при окислении (сжигании) части десорбированного водорода. С этой целью предусмотрены полиблочное размещение гидридообразующего соединения и узлы промежуточной регенерации располагаемого потенциала теплоносителя. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.