Водородный компрессор

Водородный компрессор – устройство, увеличивающее давление водорода за счет уменьшения его объема и последующего образования сжатого или жидкого водорода. Водородные компрессоры очень похожи на водородные насосы и газовые компрессоры. Оба устройства увеличивают давление на текучую среду и способны транспортировать ее через трубопровод. Так как газы сжимаемы, компрессор также уменьшает объем водорода, тогда как основным результатом работы насоса является увеличение давление жидкости, чтобы жидкий водород мог транспортироваться в любую точку.

Разновидности водородных компрессоров

Поршневой компрессор

Испытанным методом сжатия водорода является применение поршневых компрессоров. Широко применяемые в нефтеперерабатывающей промышленности, они являются основой переработки неочищенной нефти. Поршневые компрессоры часто могут быть либо с масляной смазкой, либо без нее. Для работы при высоком давлении (350-700 бар) предпочтительны компрессоры без смазки во избежание загрязнения водорода. Умелое использование уплотнения и прокладочных колец может обеспечивать более эффективную работу поршневым компрессорам при условии средней наработки на капитальный ремонт.

Ионно-жидкостный поршневой компрессор

Ионно-жидкостным поршневым компрессором является водородный компрессор на основе ионно-жидкостного поршня вместо металлического аналога, как у мембранного компрессора.

Электрохимический водородный компрессор

Многоступенчатый электрохимический водородный компрессор включает в себя цепочки мембраноэлектродных сборок, схожих с аналогами, применяемых в топливных элементах с мембранами протонного обмена. Этот тип компрессора – компактен и не имеет подвижных часов. При его использовании можно достигнуть давления в 5 000 фунтов/дюйм². Предполагаемое достижимое давление свыше 10 000 фунтов/дюйм² связано с конструкционными ограничениями концепта.

Гидридный компрессор

В гидридном компрессоре тепловые свойства и свойства гидридов при давлении используются для поглощения газообразного водорода низкого давления при низких температурах окружающей среды и его последующего выделения при высокой температуре и давлении. Гидридное основание нагревается с помощью горячей воды или электрической катушки.

Мембранный компрессор с металлическим поршнем

Мембранные компрессоры с металлическим поршнем – стационарные четырехступенчатые компрессоры высокого давления для распределения водорода. Мощность – 11-15 кВт, стандартные условия – 30-50 Нм³/ч, давление – 40 МПа. Так как сжатие вырабатывает тепло, сжатый газ должен быть охлажден между этапами, чтобы сжатие было менее адиабатическим и более изотермальным. По умолчанию водородные компрессоры показывают адиабатический КПД в 70%. Данная разновидность используется на водородных заправочных станциях.

Роторный компрессор

Роторный компрессор – объемный роторный компрессор на основе витой трохоидной формы, использующих параллельную трохоидную кривую для определения основного объема сжатия. Как правило, его адиабатический КПД равен 80-85%.

Линейный компрессор

Однопоршневый линейный компрессор использует динамические противовесы, где вспомогательная подвижная масса прикреплена к подвижной поршневой сборке и обшивке стационарного компрессора. Также применяются вспомогательные механические пружины с нулевой вибрацией передачи при минимальной электрической мощности и токе, потребляемом двигателем. Подобные компрессоры используются в криогенике.