氢冷器——氢能传热的最优选择

随着应对气候变化的压力逐渐增大,能源的低碳转型加速,氢能源以其清洁、高效和应用场景丰富的优势备受世界瞩目。为达成“碳中和、碳达峰”的目标,中国的氢能需求量不断增加。目前,中国加氢站的数量已经超过270座,根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,未来中国氢能产业将逐渐完善。

1.氢冷器简介

氢在元素周期表中位于第一位,是最轻的气体。氢气在常温常压下为气态,在超低温高压下又可成为液态。作为能源,要提高氢气的内能,将氢气转化为液态存储和运输,就必然要将氢气压缩。随着氢气压力的不断增大,温度将持续上升。氢冷器的作用,就是将氢气温度降低到充装使用温度范围内。氢冷器设计的先进性、合理性,运转的可靠性,将直接影响到氢气的质量、产量和成本。

高拓微通传热技术(北京)有限公司专注于高温高压下氢气的冷却换热,运用国际领先的扩散焊工艺和高效微通道换热技术,成功研发了H系列氢冷器,其具有承压能力高、换热面积大、换热效率高、结构紧凑、体积占比小、密封能力强、运行稳定、安全可靠等诸多优点。被广泛应用于氢能领域、天然气石油、船舶燃气供气、制药化工等领域。

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图1 高拓微通氢冷器和传统氢冷器对比图

2.氢冷器选型的最佳方案

加氢站的三大核心设备有隔膜压缩机,高压储氢罐,加氢机。

加氢机的主要功能是为氢燃料电池汽车的车载储氢瓶进行加注。加氢机的基本部件包括箱体、用户显示面板、加氢口、加氢软管、拉断阀、流量计量、控制系统、过滤器、节流保护、管道、阀门、管件和安全系统等。另外,还包括一些辅助系统:电子读卡系统、多级储气优先控制系统、两种不同压力的辅助加氢口和软管、温度补偿系统(以便将氢气预冷至预定温度后充装,预冷温度范围为-40℃~0℃)和车辆信息整合控制系统。

高拓微通道氢冷器小巧的外形尺寸,是加氢机用氢冷器的最优选择,同时也是解决氢气传热问题的最佳方案

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图2 加氢机内置微通道氢冷器示意图

3.氢气压缩机出口冷却器

高拓微通道式氢冷器颠覆了传统的换热器技术,换热效率较传统换热器提高了30%~50%,最大设计压力110MPa,作为氢气压缩机出口冷却器,可应用于加氢站解决方案、加氢站成套设备、撬装式加氢站、移动加氢站等诸多场景。