Способ хранения и выдачи газообразного водорода и устройство для его осуществления

 

Область применения: в хранении водорода в гидридообразующих соединениях для повышения термодинамической и функциональной эффективности внутрикамерных процессов в устройствах на базе гидридообразующих соединений. Сущность изобретения: способ заключается в выравнивании в совокупном объеме гидридообразующего 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 17С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ПАТЕ НТУ

Р (21) 4879524/26 (22) 21.09,90 (46) 30.03.93, Бюл, N 12 (72) Г,И. Рогачев (73) Г,И, Рогачев (56) Алефельд Г, и др. Водород в металлах, M.: Мир, 1981, т. 2, с. 277. (54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ И ВЫДАЧИ ГАЗООБРАЗНОГО ВОДОРОДА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Область применения: в хранении водорода в гидридообразующих соединениях для повышения термодинамической и функциональной эффективности внутрикамерных процессов в устройствах на базе гид ридообразующих соединений. Сущность изобретения; способ заключается в выравИзобретение 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 соеди- . нения, а процесс десорбции водорода из гидридообразующего соединения реализу- . ют путем разогрева этого соединения с помощью конвективного нагревателя, причем в процессе десорбции водорода проводят

„„Ы „„1 806305 А3 нивании в совокупном объеме гидридообразующего 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 рэсполагаемого потенциала теплоносителя. 2 с, и 2 з,п, ф-лы, 1 ил. 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,4Ñà,6M9ä, LaNis; TiFe).

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

1806305

15

50 водорода проводят регенерацию располагаемого теплового потенциала теплоносителя, циркулирующего в контуре конвективного нагревателя, Для этого на проме>куточных участках нагревателя организуют дополнительный теплоподвод от источника тепла. С этой целью используют тепло, произведенное при окислении (сжигании) части десорбированного из гидридообразующего соединения водорода, Проведенная таким образом регенерация располагаемого теплового потенциала теплоносителя в контуре конвективного нагревателя обеспечивает идентичные температурные условия десорбции водорода из гидридообразук>щего соединения в области его теплового взаимодействия с конвективным нагревателем, Общий вид варианта устройства для осуществления способа представлен на черте>ке.

Устройство для осуществления способа содер>кит герметичный сосуд давления 1, разделенный на секции 2, внутреннее пространство которых содер>кит насадку из гидридообразующего соединения (например, гидридов: Lao,4Ca1,6Mglz, LaNi>, TeFe) 3 и сообщено посредством коллектора 4 с патрубком подачи водорода 5. В сосуде давления 1 размещен нагреватель 6, выполненный в виде конвективного змеевика, контур которого последовательно проходит через всю совокупность секций 2 этого сосуда. Снаружи сосуда давления 1 располо>кена камера окисления (сжигания) водорода 7, внутреннее пространство которой сообщено с внутренним пространством коллектора 4 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 б. 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 кон вективного 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 условиях режима десорбции. Часть 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).

Освобождающаяся при этом тепловая энергия, посредством ряда тепловых мостов 9, передается из камеры окисления (сжигания) водорода 7 потоку теплоносителя в контуре нагревателя 6 на участках входа 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 циркулирующего в его контуре теплоносителя и восстановление теплового потенциала последнего.

В результате в каждой из секций 2 сосуда давления 1 обеспечиваются температурн ые условия режима десорбции водорода из гидридообразующего соединения насадки 3, идентичные с температурными условиями режима десорбции водорода в первой (по ходу теплоносителя в нагревателе 6) из секций 2, Таким образом, предлагаемый вариант технического решения позволяет провести регенерацию располагаемого теплового потенциала теплоносителя на проме>куточных участках конвективного нагревателя, обеспечив, тем самым, идентичные температурные условия процесса десорбции водорода для всей совокупности секций сосуда давления с насадкой из гидридообразующего со- единения при более высокой среднеинтегральной температуре режима десорбции, что обеспечивает повышение термодинамической и функциональной эффективности внутрикамерных процессов в устройствах на. базе гидридообразующих соединений, Формула изобретения

1, Способ хранения и выдачи газообразного водорода, включающий хранение водорода в связанном состоянии в составе гидридообразующего соединения и выдачу путем десорбции водорода при разогреве соединения, отл ича ю щий с я тем, что, с целью повышения эффективности, разогрев осуществляют потоком теплоносителя

1806305

4. Устройство по п, 3, отл ич а ю ще ес я тем, что тепловые мосты герметично введены во внутреннее пространство нагревателя на участках его входа в каждую последующую, после первой по ходу теплоносителя, секцию сосуда давления.

Составитель Г.Рогаче

Техред М.Моргентал

Редактор С.Кулакова

Корректор В,Петраш

Заказ 971 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 с подводом к нему на промежуточных участках по ходу теплоносителя дополнительных потоков тепла.

2. Способ по и. 1, отл и ча ю щи йс я тем, что дополнительные потоки тепла пол- 5 учают при окислении части десорбированного водорода.

3. Устройство для хранения и выдачи газообразного водорода, содержащее герметичный сосуд давления с патрубком под- 10 ачи водорода и запорным органом, насадку из гидридообразующего соединения и размещенный в ней нагреватель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, сосуд разделен на секции, 15 сообщенные через коллектор с патрубком

Ф подачи, нагреватель выполнен в виде конвективного 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,