加氢站钢带错绕式高压储氢容器检验相关问题探讨

钢带错绕式高压储氢容器在加氢站中普遍存在,其储存压力高,介质易爆易燃,且储存氢气的容器材质有可能发生氢脆,存在潜在的泄漏和爆炸危险。总结加氢站用储氢压力容器的基本特性,针对其存在的安全隐患,对钢带错绕式高压储氢容器提出相关检验建议。     

加氢站高压储氢容器安全性分析

氢能作为“能源互联网”的纽带,不仅来源广泛、低碳环保、灵活高效、应用场景多,还便于储备和运输。氢气储运是氢能发展中的重要环节,而高压储氢容器的安全性是长期困扰氢气储运的问题。以加氢站固定式高压储氢容器为研究对象,针对不同结构的加氢站系统,总结了其中储氢容器的特点。对近3年储氢系统中高压储氢容器发生的事故进行汇总,从设计、配件、设备、人才方面存在的安全问题进行分析,并提出安全性相关的建议,对未来高压储氢容器的发展方向进行了展望。     

非焊接储氢瓶式容器热处理工艺研究

本文主要对非焊接储氢瓶式容器热处理工艺—双面淬火进行了研究,通过对淬火机构的设计,淬火介质的分析、选择,及热处理工艺的调整,对该工艺制造的50MPa瓶式站用储氢容器产品进行空气中强度、侧膨胀量、冲击吸收能量、硬度和氢气中慢应变速率拉伸数据分析,测得在氢气中和在空气中的抗拉强度之比、最大总延伸率之比分别为99.5%和98.2%,满足《加氢站储氢压力容器专项技术要求》T/CATSI 05003-2020中在氢气和空气中的抗拉强度之比、最大总延伸率之比均不小于0.9的要求。     

加氢站建设方案研究

根据国家积极推进新技术、新能源开发与应用的指导思想,结合当前国内外加氢站建设的实际情况,以及未来发展新能源交通网的战略布局,本文对加氢站建设的相关前沿技术、设备厂家和已建加氢站进行调研并进行模拟设计。根据《加氢站技术规范》要求,确定离站式加氢站规模与加氢工艺;运输方案选择采用高压氢气瓶集束拖车输送、气氢管道输送或液氢槽罐车输,并配合相应的卸气系统;确定加氢充装时间,以及各规格储氢罐数量、储氢压力等级;氢气增压系统需综合考虑增压效率和运行效率之间的关系,作出最佳设计方案;氢气加注工艺选用分级加注和增压加注相结合的综合加注工艺;根据加氢站关键设备价格、性能等因素作出最佳配比。     

多层包扎式储氢压力容器研究进展

氢能具有能量密度高、污染少等特点，其储存与利用对于我国实现“双碳”目标具有重大的意义。层板包扎式压力容器是一种广泛应用于加氢站、制氢站和电厂的储氢装置，具有制造难度低、生产成本低和避免深焊缝对容器产生危害等优势，同时其实际应力分布状态是目前的研究难点。固定式高压储氢容器从结构和制造工艺主要分为绕带式和层板包扎式两类，对于绕带式储氢容器的研究和应用报道较多，而对层板包扎式储氢容器的研究和应用报道很少。为了推广这项技术，依照国内储氢工程现状，兼顾个性与共性问题，从材料、结构、设计方法、制造等方面综述了层板包扎式储氢容器的研究进展。     

加氢站事故后果模拟与定量风险评估

选取加氢站的储氢装置为例，定量研究储氢装置的物理爆炸、气云爆炸、射流火、火球等典型事故，利用燃烧爆炸和安全评价相关理论计算冲击波超压、热辐射等重要参数，研究事故后果。基于定量风险分析（QRA）方法，计算得到加氢站内外建筑物安全距离、个人风险，为预测氢基础设施的安全性提供科学依据，为保障安全用氢提供技术手段。     

大型制氢加氢子母站项目设计技术研究

以新疆某制氢加氢一体化项目为例，阐述了大型制氢加氢子母站的设计方法，提出了制氢加氢母站和加氢子站的工艺路线和配置方案。对于大规模制氢加氢母站，设置碱性水电解制氢系统、氢气压缩及储存系统、氢气充装系统及油气氢合建站，使母站兼具制氢、充装和加氢功能；考虑特定时段氢气外运不畅，提出了低压存储、中间压力存储和高压存储的方案，并通过比较确定采用低压存储方案；母站内加氢站及加氢子站采用油气氢合建站形式，提出了具体的设备配置方案。对于加氢子站，提出了分级卸气以提高长管拖车氢气利用效率的方案。     

高压储氢罐不同位置泄漏扩散的数值模拟研究

随着氢能广泛的应用,储氢容器将日益增多,泄漏破坏等事故将不可避免.今建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.通过对高压储氢罐不同位置发生泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性.对比数值模拟结果,认为储氢罐侧面与底面位置发生泄漏时,其危险性要远大于储罐顶部发生泄漏.通过数值分析,得出了该模拟条件下的危险区域在射流方向的传输距离与时间的近似关系公式.数值模拟结果可以为加氢站等场所处理氢气泄漏事故提供参考.     

扁平钢带交错缠绕式高压储氢容器的安全可靠性分析

氢能是近年来研究较多的清洁新能源之一。在氢能利用上,氢的安全储运是整个氢能利用的关键技术之一,而氢的储运目前仍然以高压储氢为主,高压储氢容器是氢的储运关键核心设备。扁平钢带交错缠绕式高压容器以其制造成本低、可靠性高、易于实现在线监控、失效具有抑爆等特点而有利于应用在高压储氢。从该类容器的环向强度、轴向强度、钢带预应力控制、疲劳强度、抑爆性能和在线监控等方面用实例加以分析。     

高芳烃油选择加氢组合催化剂制备与评价

采用成型载体等体积浸渍法制备CoMo/Al_(2)O_(3)和NiMo/Al_(2)O_(3)催化剂,并进行不同比例级配,在100 mL固定床加氢评价装置上进行高芳烃油选择加氢评价。结果表明,随NiMo/CoMo比例的增加,高芳油加氢脱硫率逐渐增加,NiMo-CoMo级配比为3∶9时,脱硫率最大,加氢产品的芳烃损失最小。在NiMo/CoMo催化剂级配比3∶9、反应温度360℃、反应压力4.0 MPa、空速1.5 h^(-1)条件下,加氢产品的硫含量小于0.2%,芳香分损失在5个百分点以内,未加氢的含硫和含氮化合物主要为空间位阻较大的化合物。     

不同水容积的车载储氢气瓶快充温升研究

高压气态储氢是氢能汽车的主流技术解决方案,氢能汽车加氢操作时间应与燃油车加油操作时间相近.但快充过程伴有较高温升,这将诱发环氧树脂剥离、碳纤维失效及气瓶欠充装等问题,故应准确预测温升并给定可靠的加注策略.因此需要关注不同水容积的储氢气瓶,揭示氢气、复合层压板的温升演化,并给定高精度、宽适用范围的温升预测公式.     

提高CNG加气子站取气率的方法探讨

文章分析了加气子站常规取气方法及取气率,提出了在不增加动力的情况下,提高加气子站取气率的方法,并通过计算加以验证,该方法在实际运行中可带来较高的经济效益。     

高压储氢气瓶性能试验方法比较

氢能燃料作为清洁的燃油替代能源已经被广泛接受及应用,保证氢燃料的关键储能部件储氢瓶的安全是氢能燃料推广的前提。为了对储氢瓶的风险进行控制,欧盟的法规体系中对储氢瓶的安全性能提出了诸多要求,其本质是要求储氢瓶必须通过严苛测试验证。以欧盟法规标准体系中GTR13、ECER134及EU406/2010为主干进行梳理,重点比较了欧盟标准对高压储氢瓶执行严苛测试要求的异同,并就重点试验项目进行了讨论。     

轻质复合材料高压容器的研究和结构设计

轻质复合材料高压容器的应用越来越广泛,随着氢能和天然气等清洁燃料在汽车中的应用,其轻量化和安全性的研究显得特别重要。主要进行高压储氢容器的研究与结构设计,该结构采用高强度铝合金内胆、外缠绕高强度纤维复合材料构成压力容器,它具有质量轻、防渗漏、耐压能力强等特点;通过提高储氢压力和减轻容器重量来提高储氢密度,储氢密度可达到5%以上;设计中改进了纤维缠绕的预应力分布,在操作时降低了铝内胆的平均应力,提高了容器的抗疲劳性能和综合安全性能。     

炔醛法制BDO生产工艺提质降耗的研究与实践

BDO由1,4丁炔二醇经两段加氢工艺生成,甲醛溶液与乙炔气在铜系催化剂的作用下制得1,4丁炔二醇溶液,该溶液先后经精馏提纯及脱离子系统得到软化1,4丁炔二醇溶液,为加氢工艺提供原料。两段加氢工艺分别为低压加氢和高压加氢,低压加氢工艺操作压力为2.0MPa,高压加氢工艺操作压力为2 0M P a,所使用的催化剂均含有金属镍,低压加氢催化剂中的镍含量远高于高压加氢。低压加氢反应中约9 9.5%的1, 4丁炔二醇转化为BDO,转化率极高,剩余约5%的1, 4丁炔二醇继续经高压加氢工艺转生成BDO。因低高压加氢反应浓度的限制和副反应问题,所生成的BDO浓度约为3 7%, BDO的精馏提纯显得尤为重要,先后经脱水系统、脱渣系统后最终制得纯度> 99.5%的BDO溶液。     

扁平钢带错绕式压力容器钢带两端焊接残余应力的研究

扁平钢带错绕式压力容器已成功应用于80 MPa级高压储氢容器,同时更高压力的储氢容器正在研制之中。随着该类容器工作压力的不断提高,以及在储氢苛刻条件下的应用,绕带层两端的焊接缺陷(残余应力)已经成为影响容器整体性能的不可预测的因素。对一工作压力为98 MPa的储氢容器研究了其钢带两端焊缝处的残余应力。盲孔法测量数据表明,各钢带两端焊接处应力差异很大,部分应力较大的地方在残余应力的影响下极易产生疲劳裂纹,甚至局部屈服。     

有机液体储氢材料的研究进展

氢气是一种清洁、高效的能量,被视为最具发展潜力的清洁能源,其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等,本文综述了其中受到广泛关注的有机液体储氢材料,分析了多种有机液体储氢材料的储氢原理与特点,认为有机液体储氢容量大,可循环使用,更加高效安全。主要介绍了环己烷、甲基环己烷、十氢萘、咔唑和乙基咔唑等,重点对目前的国内外研究现状进行了阐述。根据分析结果,对其发展前景进行了展望,指出如果利用工业上能够大规模获取的化学原料,如萘系多环芳烃,开发高效低成本加氢脱氢催化剂,研究最适宜的加氢与脱氢条件,可大幅降低储氢成本,有利于氢能的大规模应用与发展。     

高压储氢容器失稳分析与研制

借助有限元方法对高压储氢容器进行分析计算,采用ANSYS软件对碳纤维复合材料高压储氢容器内衬的各阶模态失稳进行研究,结合设定的预应力和安全余量,采用了4mm厚的内衬厚度。通过70MPa高压储氢容器快速充放氢系统进行氢环境的疲劳试验,同时进行耐压试验、耐冲击试验和爆破试验,且都得到了安全验证。     

池式夹带过程实验研究

在内径为0.35 m、总高为1.633 m的不锈钢容器内对空气-水系统进行了夹带实验研究,依据实验结果定量分析了表观气速和气相空间高度对夹带率的影响。夹带率随气速的增加呈现出局部波动、整体上升的复杂规律。低气速阶段,液滴夹带数量和粒径增加的同时,大颗粒液滴因重力作用的回落也很显著,从而导致夹带率下降,但在气流夹带作用大于重力效应后夹带率又开始回升;随气速进一步增大,液滴在容器壁面的粘附又导致夹带率短暂下降,但随后的二次夹带又导致夹带率再次上升。随气相空间的增加,夹带率迅速下降并趋于稳定;其中气相空间低时,大液滴对夹带贡献较多,因此夹带率大;气相空间较高时,微小液滴对夹带贡献较大,夹带率趋于稳定。最后,从设计应用出发,依据本文新的实验数据并综合文献实验数据,建立了池式夹带的预测模型。     

褐煤低压加氢液化技术与下游产品探讨

简述了国内外煤直接液化主要技术及特点,通过分析,得出10 MPa褐煤低压加氢液化技术是可行的,介绍了褐煤低压加氢液化技术的特点和主要流程,该技术采用一步法制油煤浆、过滤分离固液及干馏-激冷的残渣处理工艺,为褐煤液化和液化残渣处理提供一条新思路。对比了高、低压加氢液化的技术参数、工艺特点、煤耗和产品的费用,探讨了褐煤低压加氢液化下游产品的开发,认为开发高附加值油品以及针状焦、泡沫炭、碳纤维等碳材料可显著提高低压加氢液化的经济效益。