【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于制氫，具體涉及一種利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統。
技術介紹
1、目前主流的制氫技術主要包括化石燃料制氫（如天然氣重整、煤炭氣化）、水電解制氫（包括堿性水電解、質子交換膜水電解、固體氧化物水電解等）。
2、化石燃料制氫不僅能源轉化效率相對較低而且在煤制氫過程中會產生大量的污染物，如二氧化碳、氮氧化物和硫化物等，目前煤制氫過程中的二氧化碳捕獲和封存（ccs）技術尚未完全商業化，因此會導致高碳排放。天然氣制氫雖然技術成熟，但依賴化石燃料，能耗較高，且產生的二氧化碳需要處理。傳統水電解制氫依賴電網電力，如果不是使用可再生能源，則能耗高，溫室氣體排放量大。
3、液化天然氣（lng）在汽化過程中釋放出大量冷能，這部分冷能多于制冷、海水淡化、空氣分離等領域，但是這些傳統利用方式導致部分冷能未得到充分有效的利用，造成了能量的浪費，而且lng氣化過程與用冷過程在時間、空間上的不同步，導致冷能的利用效率不高，同時接收站周邊的市場需求、環境條件等因素限制了冷能的利用范圍和效率。
4、因此，需要設計一種能夠減少污染，降低能耗，提升對液化天然氣在汽化過程中釋放冷能的利用率的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統來解決目前所面臨的技術問題。
技術實現思路
1、針對現有技術中所存在的不足，本專利技術提供了一種能夠減少污染，降低能耗，提升對液化天然氣在汽化過程中釋放冷能的利用率的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的
2、本專利技術的技術方案為：利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，包括：
3、海水淡化裝置，所述海水淡化裝置具有海水淡化蒸餾塔，所述海水淡化蒸餾塔的海水輸入端連接有水泵，所述海水淡化蒸餾塔的蒸汽輸出端連接有第五空冷冷卻器，所述第五空冷冷卻器上連接有電解水箱；
4、電解制氫裝置，所述電解制氫裝置具有與所述電解水箱連接的加熱器，所述加熱器上連接有電解槽，所述電解槽上連接有氫氣罐；
5、氫氣液化裝置，具有lng冷能利用單元、氫氣液化單元和制冷劑循環單元；
6、所述氫氣液化單元具有與所述氫氣罐依次連接的第二高溫冷卻器、第二空冷冷卻器、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第一正仲氫轉化器、第五換熱器、第二正仲氫轉化器、第六換熱器、第三正仲氫轉化器、第七換熱器、第四正仲氫轉化器、膨脹閥及杜瓦瓶；
7、所述lng冷能利用單元用于向所述第四換熱器、第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器提供冷能；
8、所述制冷劑循環單元用于向所述第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、第六換熱器、第七換熱器提供冷能；
9、電力裝置，所述電力裝置具有蓄電池及配電箱，所述蓄電池用于向所述海水淡化裝置、電解制氫裝置、氫氣液化裝置提供電能；
10、可再生能源發電裝置，所述可再生能源發電裝置用于向所述蓄電池提供電能。
11、所述lng冷能利用單元具有lng罐，所述lng罐上依次連接有所述第四換熱器、第一低溫冷卻器、第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器。
12、所述第一低溫冷卻器與所述第一正仲氫轉化器連接。
13、所述制冷劑循環單元具有依次串聯在一起的第一壓縮機、第一空冷冷卻器、第二壓縮機、第一高溫冷卻器、第二空冷冷卻器、第三壓縮機、第三空冷冷卻器；所述第三空冷冷卻器、第一壓縮機與第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、第六換熱器、第七換熱器連接形成制冷劑循環回路。
14、所述第一高溫冷卻器與所述加熱器連接。
15、所述第四換熱器與第五換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第一分流器；所述第五換熱器與第六換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第一混合器；所述第一分流器的輸入端與所述第四換熱器連接，所述第一分流器的一個輸出端與所述第五換熱器連接，所述第一分流器的另一個輸出端依次連接有第一膨脹機、第二低溫冷卻器；所述第一混合器的輸出端與所述第五換熱器連接，所述第一混合器的一個輸入端與所述第二低溫冷卻器連接，所述第一混合器的另一個輸入端與所述第六換熱器連接；所述第二低溫冷卻器與所述第二正仲氫轉化器連接；所述第一膨脹機與所述配電箱電連接。
16、所述第五換熱器與第六換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第二分流器；所述第六換熱器與第七換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第二混合器；所述第二分流器的輸入端與所述第五換熱器連接，所述第二分流器的一個輸出端與所述第六換熱器連接，所述第二分流器的另一個輸出端依次連接有第二膨脹機、第三低溫冷卻器；所述第二混合器的輸出端與所述第六換熱器連接，所述第二混合器的一個輸入端與所述第三低溫冷卻器連接，所述第二混合器的另一個輸入端與所述第七換熱器連接；所述第三低溫冷卻器與所述第三正仲氫轉化器連接；所述第二膨脹機與所述配電箱電連接。
17、所述第六換熱器與第七換熱器之間依次串聯有第三膨脹機、第四低溫冷卻器；所述第四低溫冷卻器與所述第四正仲氫轉化器連接；所述第三膨脹機與所述配電箱電連接。
18、所述可再生能源發電裝置具有與所述配電箱連接的風力發電機及太陽能板。
19、所述第二高溫冷卻器與所述海水淡化蒸餾塔連接。
20、本專利技術的有益效果：
21、（1）本專利技術中，海水淡化裝置中海水淡化蒸餾塔蒸餾出的水蒸氣經過第五空冷冷卻器冷凝后變為液態水流入電解水箱，為電解制氫裝置提供穩定的電解水；
22、（2）電解制氫裝置中加熱器對電解水箱中的水進行加熱，然后進入電解槽內部進行電解制氫，制得的氫氣進入至氫氣罐內部存儲；
23、（3）氫氣液化裝置用于對電解制氫裝置產出后經過壓縮降溫后的氫氣進行兩個階段的降溫，最后形成液態氫流入杜瓦瓶中進行儲存；其中，lng冷能利用單元提供的冷能對氫氣以及制冷劑循環單元降溫為預冷階段，提升對液化天然氣在汽化過程中釋放冷能的利用率，之后再利用制冷劑循環單元提供的冷能將低溫氫氣降溫至液化為深冷階段；
24、（4）可再生能源發電裝置利用太陽能、風能進行發電為系統中的蓄電池提供電能，電力裝置將可再生能源發電裝置和制冷劑膨脹產生的電能輸出為穩定的電能并分配給各用電單元，同時將富余的電能儲存在蓄電池中，減少污染，降低能耗。
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1.一種利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述LNG冷能利用單元具有LNG罐，所述LNG罐上依次連接有所述第四換熱器、第一低溫冷卻器、第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器。
3.根據權利要求2所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：?所述第一低溫冷卻器與所述第一正仲氫轉化器連接。
4.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述制冷劑循環單元具有依次串聯在一起的第一壓縮機、第一空冷冷卻器、第二壓縮機、第一高溫冷卻器、第二空冷冷卻器、第三壓縮機、第三空冷冷卻器；所述第三空冷冷卻器、第一壓縮機與第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、第六換熱器、第七換熱器連接形成制冷劑循環回路。
5.根據權利要求4所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第一高溫冷卻器與所述加熱器連接。
6.根據權利要求4所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第四換熱器與第五換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第一分流器；所述第五換熱器與第六換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第一混合器；
7.根據權利要求4所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第五換熱器與第六換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第二分流器；所述第六換熱器與第七換熱器之間的制冷劑循環回路中連接有第二混合器；
8.根據權利要求4所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第六換熱器與第七換熱器之間依次串聯有第三膨脹機、第四低溫冷卻器；所述第四低溫冷卻器與所述第四正仲氫轉化器連接；所述第三膨脹機與所述配電箱電連接。
9.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述可再生能源發電裝置具有與所述配電箱連接的風力發電機及太陽能板。
10.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用LNG冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第二高溫冷卻器與所述海水淡化蒸餾塔連接。
...【技術特征摘要】
1.一種利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述lng冷能利用單元具有lng罐，所述lng罐上依次連接有所述第四換熱器、第一低溫冷卻器、第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器。
3.根據權利要求2所述的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：?所述第一低溫冷卻器與所述第一正仲氫轉化器連接。
4.根據權利要求1所述的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述制冷劑循環單元具有依次串聯在一起的第一壓縮機、第一空冷冷卻器、第二壓縮機、第一高溫冷卻器、第二空冷冷卻器、第三壓縮機、第三空冷冷卻器；所述第三空冷冷卻器、第一壓縮機與第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第五換熱器、第六換熱器、第七換熱器連接形成制冷劑循環回路。
5.根據權利要求4所述的利用可再生能源制氫及利用lng冷能液化氫氣的一體式系統，其特征在于：所述第一高溫冷卻器與所述加熱器連接。
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李滿峰，楊俊成，賀天彪，彭博，周存濤，
申請(專利權)人：華北水利水電大學，
類型：發明
國別省市：
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