Als Kernausrüstung der Hydrierstation spielt der Kompressor eine wichtige Rolle bei der Druckbeaufschlagung von Wasserstoff

1.1 Kompressor

Als Kernausrüstung in der Hydrierstation spielt der Kompressor eine wichtige Rolle bei der Druckbeaufschlagung von Wasserstoff. Derzeit umfassen die in h?uslichen Hydrierstationen üblicherweise verwendeten Wasserstoffkompressoren haupts?chlich Membrankompressoren, Flüssigkeitsantriebskompressoren und Ionenflüssigkeitskompressoren. Der Membrankompressor und der Flüssigkeitsantrieb Kompressoren werden haupts?chlich in Hydrierstationen mit einem Wasserstoffspeicherdruck von nicht mehr als 45 MPa eingesetzt. Die entsprechenden Technologien vieler inl?ndischer Hersteller sind zunehmend ausgereift. Der Kompressor für ionische Flüssigkeiten wird haupts?chlich in der Wasserstoffspeicherung von 90-MPa-Hydrierstationen eingesetzt. Der inl?ndische Druckkompressor befindet sich noch in der Entwicklung und ist haupts?chlich auf Importe angewiesen.

1.1.1 Membrankompressor

Der Membrankompressor verfügt über eine spezielle Membran, um das komprimierte Gas von der Au?enwelt zu trennen. Beim Membrankompressor wird die Funktion des Zylinders durch einen Membranhohlraum vervollst?ndigt, bei dem es sich um einen Hohlraum handelt, der aus einer Abdeckplatte mit Kuppeloberfl?che und einem Gummiband besteht Membran. Die Umfassung der Membran wird zwischen der Abdeckplatte und dem Geh?use befestigt. Wenn sich die Membran biegt und verformt, ?ndert sich das Volumen im Membranhohlraum entsprechend und vervollst?ndigt so die Kompression und den Aussto? des Gases. Der Metallmembrankompressor nutzt Flüssigkeitskraft, um die Membran anzutreiben. Die Membran kann sich nahe an der Oberfl?che der Abdeckkuppel befinden. Daher ist der relative Spalt sehr klein, die Membran zwischen Gas und Flüssigkeit sehr dünn und die W?rmeableitung beim Kompressionsprozess ist gut.Der maximale Abgasdruck des Metallmembrankompressors kann 70 MPa erreichen, aber da der Verformungsgrad der Membran begrenzt ist, ist die behandelte Gasmenge im Allgemeinen gering.

Grafik 2 : Funktionsprinzip des Membrankompressors

1.1.2 Kompressor mit Flüssigkeitsantrieb

Der Arbeitszylinder des Flüssigkeitskompressors ist direkt mit der Arbeitskammer der Kolbenpumpe verbunden. Der Kolben der Kolbenpumpe treibt den Kompressorkolben durch die Flüssigkeit (haupts?chlich ?l), um das Gas zu komprimieren. Der mittlere Teil des Flüssigkeitsantriebskompressors besteht aus zwei gegenüberliegenden Zylindern, der Kolben ist ein Kolben zum Komprimieren des Wasserstoffs und der obere Teil ist ein Kolben ein Steuerschieber zum Ablassen des ?ls im Kraftzylinder. Diese Struktur kann in mehrere S?ulen unterteilt werden und bietet somit mehr Leistung.

Abb. 3 schematisches Funktionsprinzip des Kompressors mit Flüssigkeitsantrieb

1.1.3 Ionischer Flüssigkeitskompressor

Ionische Flüssigkeiten werden h?ufig in der Automatisierung, Luft- und Raumfahrt, Elektronik oder Energie als technische Flüssigkeiten oder neue Materialien verwendet. Ionische Flüssigkeiten selbst sind nahezu inkompressibel, haben fast keinen Dampfdruck und k?nnen das Metall ersetzen, um unter isothermen Bedingungen hohen Druck zu erzeugen, und k?nnen laufen Für eine lange Zeit ohne Wartung, wodurch der Energieverbrauch gespart wird. Der Aufbau des Ionenflüssigkeitskompressors ist im Vergleich zu den Teilen eines gew?hnlichen Kompressors einfach und daher bequem zu warten. Derzeit wird er in einigen Erdgas- und Wasserstofftankstellen verwendet Energieversorgungsstationen im Ausland, und der maximale Abgasdruck kann mehr als 90 MPa erreichen.

1.1.4 Vergleichende Analyse verschiedener Kompressortypen

Der Leistungsvergleich von Membrankompressor, Kompressor mit Flüssigkeitsantrieb und Kompressor mit ionischer Flüssigkeit ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt.

Typ	Vorteil	Nachteil
Membrankompressor	1. Hohe Gasreinheit 2. Die relative Lücke ist sehr gering 3. Gute W?rmeableitung w?hrend des Kompressionsprozesses 4. Weit verbreitet in Hydrierstationen in China	1. Das Abgasvolumen einer einzelnen Einheit ist relativ klein 2. Die Kosten für importierte Ger?te sind relativ hoch, etwa doppelt so hoch wie für inl?ndische Ger?te 3. H?ufiges Starten und Stoppen kann die Lebensdauer des Kompressors leicht verkürzen
Kompressor mit Flüssigkeitsantrieb	Das Abgasvolumen einer einzelnen Einheit ist relativ gro?	Wasserstoffgas kann verunreinigt sein
Kompressor für ionische Flüssigkeiten	1. Einfach im Aufbau und leicht zu warten 2. Niedriger Energieverbrauch	1. Herstellungsstandards unterscheiden sich von inl?ndischen Standards und die Einführungsverfahren sind kompliziert 2. Der Preis ist h?her

Tabelle 1 Vergleich der Leistung von Membrankompressoren, Kompressoren mit Flüssigkeitsantrieb und Kompressoren mit ionischer Flüssigkeit. Viele inl?ndische Kompressorhersteller sind in der technischen Forschung und Entwicklung von Membrankompressoren und Kompressoren mit Flüssigkeitsantrieb immer ausgereifter geworden, und eine betr?chtliche Anzahl von Hydrierungsstationen hat damit begonnen, sich zu bewerben Vollst?ndig inl?ndische Wasserstoffkompressoren. Aber relativ gesehen muss die Stabilit?t und Zuverl?ssigkeit des Haushaltskompressors noch verbessert werden. Derzeit gibt es eine betr?chtliche Anzahl inl?ndischer Lieferanten von Hydrierungsstationsausrüstungen, die importierte Kompressork?pfe als Kernkomponenten kaufen und Hilfsteile unterstützen mittels inl?ndischer Beschaffung und Montage. Auf diese Weise k?nnen z der Baueinheit, nicht nur die Zuverl?ssigkeit der Ausrüstung verbessern,sondern reduzieren auch die Beschaffungskosten für die Ausrüstung. Derzeit verwenden die meisten 35-MPa-Hydrierstationen, die in China gebaut wurden oder im Bau sind, Membrankompressoren oder Kompressoren mit Flüssigkeitsantrieb. Der Ionenkompressor eignet sich besser für 70-MPa-Hydrierstationen mit hohem Fülldruck.