西安交通大学王珠获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统与运行方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119843296B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510022517.9,技术领域涉及:C25B9/00;该发明授权一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统与运行方法是由王珠;扶禹;郑鑫;刘明;赵永亮;严俊杰设计研发完成,并于2025-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统与运行方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统与运行方法,该系统包括太阳能发电系统、电解水制氢系统、梯级加热系统和富氢冶金系统;太阳能发电系统发出的电量用于电解水制氢;梯级加热系统抽取热熔盐储罐中部分热熔盐用于加热电解水制取的氢气,氢气与一氧化碳混合形成还原气,送入电加热器中加热,获得高温还原气,电加热器中的电力来源为电网中的富余电量、太阳能发电系统富余电量;富氢冶金系统中喷入高温还原气,通过还原熔化炉还原铁矿石并生成铁水;当太阳能波动时,通过调节熔盐储罐进出流量差、产氢速率、产氢温度维持系统稳定安全运行;本发明可消纳电网中的富余电力,同时大幅降低了冶金工艺的碳排放,推动了可再生能源与高碳行业高质量协同发展。
本发明授权一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统与运行方法在权利要求书中公布了:1.一种消纳富余电力的电热氢联产与氢冶金集成系统的运行方法,该系统包括太阳能发电系统、电解水制氢系统、梯级加热系统和富氢冶金系统; 所述太阳能发电系统包括定日镜2、吸热器3、冷熔盐泵4、冷熔盐储罐5、热熔盐储罐6、热熔盐泵7、蒸汽发生器8和发电机9;定日镜2反射太阳1的光线到吸热器3中,冷熔盐储罐5的冷熔盐出口通过冷熔盐泵4与吸热器3的冷熔盐进口相连,吸热器3的热熔盐出口与热熔盐储罐6的热熔盐进口相连,蒸汽发生器8的热熔盐进口经热熔盐泵7与热熔盐储罐6的热熔盐出口相连,蒸汽发生器8的冷熔盐出口与冷熔盐储罐5的冷熔盐进口相连,蒸汽发生器8与发电机9相连,发电机9对外输出电量; 所述电解水制氢系统包括电解槽11;电解槽11中输入发电机9发出的电量,输出氢气; 所述梯级加热系统包括热熔盐分流阀10、熔盐‑氢气换热器12和电加热器13;热熔盐储罐6中的热熔盐通过热熔盐泵7、热熔盐分流阀10送入熔盐‑氢气换热器12的热熔盐进口,熔盐‑氢气换热器12的冷熔盐出口与冷熔盐储罐5相连,熔盐‑氢气换热器12与电解槽11的氢气出口相连,熔盐‑氢气换热器12的高温氢气出口与电加热器13相连,电加热器13中需送入一氧化碳与氢气混合的还原气,输出高温还原气; 所述富氢冶金系统包括还原熔化炉14;将电加热器13出口的高温还原气送入还原熔化炉14,用于还原铁矿石并生成铁水,完成富氢冶金工艺; 其特征在于:所述运行方法如下: 1 当系统处于设计工况运行时,热熔盐储罐6的进出口热熔盐流量相同,电加热器13的驱动电力全部来源于电网中的富余电力,进入还原熔化炉14的高温还原气温度为950℃,氢气占还原气的比例为60%; 2 当光照充足且电网中的富余电力足以驱动电加热器13使还原气的温度维持在950℃时,保持流出热熔盐储罐6的热熔盐流量,增加进入热熔盐储罐6的热熔盐流量,当热熔盐储罐无容量裕度时,增加流出热熔盐储罐6的热熔盐流量,提高发电机9的发电量,增加电解槽11的产氢速率,降低送入电加热器13的一氧化碳量; 3 当光照不足且电网中的富余电力足以驱动电加热器13使还原气的温度维持在950℃时,增加流出热熔盐储罐6的热熔盐流量,降低冷熔盐储罐5中流出的冷熔盐流量,当热熔盐储罐无可用热熔盐时,降低电解水槽11的产氢速率,增加送入电加热器13的一氧化碳量; 4 当光照充足且电网中的富余电力不足以驱动电加热器13使还原气的温度维持在950℃时,增加进入蒸汽发生器8的热熔盐流量,提高发电机9的发电量,将发电机9输出的部分发电量送入电加热器13中以维持950℃的还原气; 5 当光照不足且电网中的富余电力不足以驱动电加热器13使还原气的温度维持在950℃时,降低电解水槽11的产氢速率,降低电加热器13出口还原气的温度,增加送入电加热器13的一氧化碳量。
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