CN119497791A 气体压缩系统及回收氢气的方法 （伯克哈特压缩机股份公司）

2024.12.31PCT/EP2023/0624472023.05.10WO2023/222480DE2023.11.23气体压缩系统(100)，其具有用于压缩氢气的压缩机(1)、用于回收在压缩过程中作为泄漏气体从压缩机(1)逸出的氢气的至少一个回收装体回流管线设计用于将由至少一个回收装置(10)回收的泄漏气体(2)返回到气体压缩系统(100)中压缩机(1)上游的位置(5)中和/或压缩机(1)的压缩机级(5a)的吸入管线(3a)中，其中压缩机(1)具有用于从压缩机(1)排出泄漏气体(10)可以流体连接到泄漏气体排出管线(4)和泄漏气体回流管线(30)并且每个回收装置具有至少一个金属氢化物储罐(11a)，该金属氢化物储罐与相应的热交换器(12a)热耦合，其中每个金属氢化物储罐(11a)具有至少一个氢化物形成金或耗散热量时，该氢化物形成金属合金(15a)用于泄漏气体收装置(10)设计为将泄漏气体排放管线(4)中的泄漏气体压力(pL)至少增加到气体压缩系统(100)的位置(5)中的压力(p)和/或至少增加到压缩机级(5a)的吸入管线(3a)中的吸入压力2及泄漏气体回流管线(30)，其设计用于将由至少一个回收装置(10)回收的泄漏气体(2)返回到气体压缩系统(100)中压缩机(1)上游的位置(5)和/或返回到压缩机级(5a)的吸入其中，每个回收装置(10)能流体连接到泄漏气体排放管线(4)和泄漏气体回流管线其中，每个金属氢化物储罐(11a)包括至少一种能形成氢化物的加压到气体压缩系统(100)的所述位置(5)的压力(p)和/或至少加压到压缩机级(5a)的吸2.根据权利要求1所述的气体压缩系统(100)，其其中，串联连接的金属氢化物储罐(11a，11b)各自均带有至21a)设计为将泄漏气体(2)的压力从泄漏气体压力(pL)加压到高于泄漏气体压力(pL)的第其中，每个回收装置(10,20)中沿流动方向(S)最末布置的最后的金属氢化物储罐罐设计为将泄漏气体(2)的压力逐渐升高到与第一中间压力(p1)相比较高的中间压力(p2，4.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)5.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中，所使用的金属合金36.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中所述金属合金(15a、和TiMn2的组。7.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中压缩机(1)具有壳体8.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其(1)上游的位置(5)和/或流入压缩机级(5a)的吸气管线(3a)之前不带有用于储存泄漏气体9.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中各个热交换器(12a、10.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中在压缩机(1)的下游接，使得在气体冷却器(7)冷却期间加热的冷却水能至少部分地用于向对应的金属氢化物11.根据前述权利要求中任一项所述的气体压缩系统(100)，其中泄漏气体排放管线(11a，21a)包括至少一个组合阀(18)或由沿流动方向位于对应的金属氢化物储罐(11a，13.根据权利要求12所述的气体压缩系统(100)，还包括用于致动流入阀和流出阀成对的阀中的相邻阀门中的至少一个，以排除泄漏气体排放管线(4)和泄漏气体回流管线a)将泄漏气体(2)引入具有至少一个金属氢化物储罐(11a)的回收b)借助金属合金(15a)并形成金属氢化物以吸收引入的泄漏气体(2)来充填金属氢化4c)通过与金属氢化物储罐(11a)热耦合的热交换器(12a)转移金属氢化物形成过程中d)通过热交换器(12a)将形成的金属氢化物加热至预定温度，并解吸至少部分先前吸e)释放金属氢化物储罐(11a)并将解吸的泄漏气体(2)从回收装置(10)排放到泄漏气体回流管线(30)并排放到压缩机(1)上游的气体压缩系统(100)中的位置(5)和/或排放到其中，泄漏气体(2)的压力通过回收装置(10)的至少一个金属氢化气体排放管线(4)中的泄漏气体压力(pL)至少加压到气体压缩系统(100)的位置(5)的压力(p)和/或压缩机级(5a)的吸入管线其中，使用多个沿泄漏气体流的流动方向(S)彼此串联连接的金属氢化物储罐(11a、其中，在每个回收装置(10、20)中沿流动方向(S)最前布置的第一金属氢化物储罐(11a,21a)将泄漏气体(2)的压力从泄漏气体压力(pL)升高到高于泄漏气体压力(其中，在每个回收装置(10、20)中沿流动方向(S)最末布置的最后的金属氢化物储罐罐将泄漏气体(2)的压力分级地升高到与第一中间压力(p1)相比更高的中间压力(p2，和释放通过至少一个组合阀(18)或成对的阀进行，该成对的阀由沿流动方向(S)位于对应选地通过根据权利要求15至19中任一项所述的方5[0003]EP3121446A1描述了一种用于压缩氢气的油润滑活塞式压缩机和一种用于向燃波动并且需要使用辅助罐作为脉动阻尼器，这种现有技术的气体压缩系统也具有某些缺6合金，该合金设计用于通过各自的热交换器供应或移除热量来循环地释放或吸收泄漏气加压到气体压缩系统的位置处的压力(p)和/或压缩通过定期冷却和加热氢化物形成材料或金属氢化物来实现定期的低压氢吸收或高压氢解7金属氢化物储罐设计为将泄漏气体的压力从泄漏气体压力(pL)增加到高于泄漏气体压力(pL)的第一中间压力(p1)。每个回收装置中流动方向上布置最后的最后一个金属氢化物储之间的每个金属氢化物储罐均设计为将泄漏气体的压力逐渐增加到与第一中间压力(p1)T.Matsunaga等人的出版物“TiCrVMoalloyswithhighdissociationpressurefor8有显著影响。常见金属氢化物及其特性的概述可在B.Sakintuna等人的“Metalhydride金属合金来设定较大的工作压力范围，该工作压力范围由泄漏气体压力(pL)和吸入压力[0029]在根据本发明的气体压缩系统的优选实施例中，压缩机具有基本上仅耐压至多和/或压缩机级的吸入管线之前的气体压缩系统中不带有用于存储泄漏气体的容器。替代[0033]通过相应的热交换器向金属氢化物储罐供给热量和从金属氢化物储罐除去热量[0037]使用冷的冷却水或由气体冷却器加热的冷却水意味着无需从外部提供加热能量9[0038]在根据本发明的气体压缩系统的优选实施例中，泄漏气体排放管线具有泄压个组合阀或由沿流动方向位于相应金属氢化物储罐上游的流入阀和沿流动方向位于相应[0041]使用组合阀来向相应的金属氢化物储器填充或释放泄漏气体具有可减少所需部置的第一个金属氢化物储罐的流出阀也是与该金属氢化物储罐相邻且沿流动方向布置在[0043]在包括如上所述的组合阀和/或成对的阀的气体压缩系统的优选实施例中，气体压缩系统还具有用于控制组合阀或流入阀和流出阀的控制装置。如果存在流入阀和流出[0045]通过利用致动装置和/或所述止回装置的布置来排除泄漏气体排出管线和泄漏气于通向各个回收装置的任何分支的上游，使得气体压缩系统可以仅包含单个预清洁装置。由于必须根据泄漏气体的质量和预净化装置净化的泄漏气体所需的纯度不时地用新鲜材具有至少一种形成氢化物的金属合金(步骤a)；将去除在金属氢化物形成过程中释放的热量(步骤c)可选地通过进一步加热由热交换器形成的金属氢化物来执行。在步骤d)中(如果继续加热的压力从泄漏气体排放管线中的泄漏气体压力(pL)增加到至少气体压缩系统点处的压力从泄漏气体压力(pL)增加到比泄漏气体压力(pL)更高的第一中间压力(p1)。回收装置中沿上游的流入阀和沿流动方向位于相应金属氢化物储罐下游的流出阀组成。在后一种情况[0054]实施本文所述方法所产生的优点基本上与根据本发明的气体压缩系统的各个实[0059]图3示出了根据本发明的气体压缩系统的另一实施例的流程图，其中两个回收装收的泄漏气体在标有附图标记5的位置被引入到将氢气源Q流体连接到压缩机1的管线3中。可通过第一金属氢化物储罐11a的流入阀13a流体连接到泄漏气体排放管线4，并通过第二金属氢化物储罐11b的流出阀14b流体连接到泄漏气体回流管线2。两个金属氢化物储罐更高的第一中间压力p1(例如15巴)。最末布置在流动方向S上的回收装置10的金属氢化物储罐11b设计为将由其上游的金属氢化物储罐11a提供的第一中间压力p1增加到管线3中的[0065]图2示出了用于根据本发明的气体压缩系统的金属氢化物储罐11a的示意性横截接的金属氢化物储罐21a和21b。沿流动方向S最先布置的第一回收装置10的金属氢化物储罐11a，可以通过连接管线16和布置在其中的阀门14a与布置在流动方向S下游的金属氢化罐21a可通过连接管线26和布置在其中的阀门24a与沿流动方向S布置在下游的金属氢化物储罐21b流体连接。在气体压缩系统100的压缩机1压缩过程中产生的为泄漏气体的氢气通中的泄漏气体压力pL经由第一中间压力p1加压到压缩机1的第一压缩机级5b的吸入管线3b冷却水被输送至冷却水排水管WOut并优选地被回收。第一回收装置10和第二回收装置20可[0067]图4a示出了根据本发明的包括单个回收装置10的气体压缩系统100在填充其中所和将冷却水源与热交换器12a流体连接的三通接头19a(参见图4a中的虚线箭头，以说明冷[0068]图4b示出了图4a中的气体压缩系统100在回收装置10的金属氢化物储罐11a释放换器12a与冷却水源WIn和气体冷却器7流体连接，还可用于混合来自冷却水源WIn的冷冷却[0069]图5a示出了根据本发明的气体压缩系统100的另一实施例的流程图，该系统包括放管线4分支成两条泄漏气体排放管线49和4"，其中一条泄漏气体排放管线49可以流体连一回收装置10的金属氢化物储罐11a的填充在流入阀13a打开和流出阀14a关闭的情况下进用的冷却水也被排入冷却水出口WOut并且优选地再循环利用。第一回收装置10和第二回收泄漏气体通过泄漏气体回流管线30在吸入管线3b的位置(由参考标记5表示)中被输送到压缩机1的第一压缩机级5b中。包括上述阀门在内