工業(yè)加氫必備——液驅(qū)高壓氫氣壓縮機(jī)
截至目前,我國有超過25個城市宣稱,正在進(jìn)行氫能和燃料電池的產(chǎn)業(yè)布局,部分城市還公布了未來發(fā)展的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,并稱政府將對氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)給予大力的政策扶持。一時間,城市之間爭奪氫能產(chǎn)業(yè)制高點的戰(zhàn)爭正在打響。
當(dāng)前,全球主要經(jīng)濟(jì)體紛紛加快針對氫能產(chǎn)業(yè)布局,多國已明確將氫能規(guī)劃上升到國家能源戰(zhàn)略高度,紛紛制定了較為明確的時間表和路線圖。日前,國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布了《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書,其中明確提出,將面向重大共性關(guān)鍵技術(shù),部署開展新能源汽車、智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備、可再生能源與氫能技術(shù)等方面的研究,此外,還將加速發(fā)展綠氫制取、儲運和應(yīng)用等氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備,促進(jìn)氫能燃料電池技術(shù)鏈、氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展等。
氫能應(yīng)用前景廣泛,涉及交通、工業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域,其中氫能交通發(fā)展最為迅速。至2020年底,中國已經(jīng)有超過7352輛氫能源汽車。到2020年底,中國已經(jīng)建立投運了101個加氫站。計劃至2025年,每個省和市將建造約100至500個加氫站。
一、氫氣壓縮機(jī)分類
根據(jù)工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,壓縮機(jī)可分為機(jī)械式壓縮機(jī)和非機(jī)械式壓縮機(jī)兩類。機(jī)械式壓縮機(jī)分為液驅(qū)式壓縮機(jī)、隔膜式壓縮機(jī)、線性壓縮機(jī)和離子液體壓縮機(jī)四類;非機(jī)械式壓縮機(jī)分為低溫液體泵、金屬氫化物壓縮機(jī)、電化學(xué)氫氣壓縮機(jī)和吸附型壓縮機(jī)四類。
由于氫氣具有密度低、體積能量密度小的特點,氫氣壓縮機(jī)必須要具備承壓大、流量大、安全和密封性好的特質(zhì),在防止氫脆現(xiàn)象發(fā)生的同時,盡可能地追求較少的能源損耗。目前國內(nèi)加氫站較多采用的是液驅(qū)式壓縮機(jī)、隔膜式壓縮機(jī)。
二、氫氣壓縮機(jī)的工作原理
氫氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,較重要的組件有鑄鐵氣缸、鑄鐵缸套、鑄鐵缸蓋、鑄鐵曲軸、連桿、十字頭(包括十字頭滑道)、填料、活塞(包括活塞環(huán))、刮油環(huán)、不銹鋼活塞連桿、不銹鋼氣閥等,此外還有一些附屬設(shè)備,如氣體過濾器、緩沖器、潤滑油管路等。同其他往復(fù)式壓縮機(jī)一樣,氫氣壓縮機(jī)包括吸氣、壓縮和排氣三個過程。在電機(jī)驅(qū)動下,曲軸帶動十字頭、活塞連桿、活塞在氣缸內(nèi)往返運動,氣體在活塞壓縮下最后通過氣閥排出。
三、氫氣壓縮機(jī)的應(yīng)用
1.氯堿工業(yè)中,氫氣壓縮機(jī)主要作用是對來自電解工序的高溫濕氫氣進(jìn)行冷卻、凈化,加壓輸送并保持氫氣系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,保證電解槽安全、平穩(wěn)運行。
2.當(dāng)前,巨大的環(huán)境壓力和逐漸消耗殆盡的化石燃料傳統(tǒng)能源使得世界各國積極尋求新的清潔能源。氫能和氫燃料電池由于環(huán)保性能好、能量轉(zhuǎn)化效率高并且具有一定的經(jīng)濟(jì)性而越來越受到世界各國的重視。為了促進(jìn)氫能的發(fā)展,氫能基礎(chǔ)設(shè)施的完善是必不可少的。而氫氣壓縮機(jī)是建設(shè)加氫站所需的三大核心關(guān)鍵單體設(shè)備之一。
除了上面提到的,氫氣壓縮機(jī)還可以用于柴油加氫裝置中。相信隨著科技的不斷發(fā)展,氫氣壓縮機(jī)技術(shù)將會更好的應(yīng)用于工業(yè)中。