Come l'attrezzatura principale nella stazione di idrogenazione, il compressore svolge un ruolo importante nella pressurizzazione dell'idrogeno

1.1 Compressore
Come attrezzatura principale nella stazione di idrogenazione, il compressore svolge un ruolo importante nella pressurizzazione dell'idrogeno. Attualmente, il compressore di idrogeno comunemente usato nelle stazioni di idrogenazione domestiche comprende principalmente il compressore a membrana, il compressore di azionamento liquido e il compressore liquido ionico. Il compressore a membrana e il compressore a azionamento liquido sono utilizzati principalmente nelle stazioni di idrogenazione con pressione di stoccaggio dell'idrogeno non superiore a 45MPa, le tecnologie correlate di molti produttori domestici sono diventate sempre più mature; Il compressore liquido ionico è utilizzato principalmente nella pressione di stoccaggio dell'idrogeno della stazione di idrogenazione 90MPa, il compressore domestico del grado di pressione è ancora in fase di sviluppo, dipende principalmente dalle importazioni.
1.1.1 Compressore a membrana
Il compressore a membrana ha un diaframma speciale per separare il gas compresso dal mondo esterno. Nel compressore a membrana, la funzione del cilindro è completata da una cavità a membrana, che è una cavità composta da una piastra di copertura con una superficie a cupola e un diaframma elastico. La zona circostante del diaframma è fissata tra la piastra di copertura e il corpo. Quando il diaframma si flette e si deforma, il volume nella cavità della membrana cambia di conseguenza, completando così la compressione e lo scarico del gas. Il compressore a membrana metallica utilizza la forza liquida per guidare il diaframma, il diaframma può essere vicino alla superficie della cupola di copertura, quindi lo spazio relativo è molto piccolo e il diaframma tra il gas e il liquido è molto sottile e la dissipazione del calore nel processo di compressione è buona. Attualmente, la pressione massima di scarico del compressore a membrana metallica può raggiungere 70MPa, ma poiché la quantità di deformazione del diaframma è limitata, la quantità di gas trattato è generalmente piccola.

graph 2：Working principle of diaphragm compressor

1.1.2 Liquid-drive compressor

The power cylinder of the liquid drive compressor is directly connected with the working chamber of the reciprocating pump. The piston of the reciprocating pump drives the compressor piston through the liquid (mostly oil) to compress the gas.The middle part of the liquid drive compressor is two opposite cylinders, the plunger is a piston to compress the hydrogen, and the upper part is a control slide valve to release the oil in the power cylinder.This structure can be made into multiple columns and therefore more power.

Figura 3 schema del principio di funzionamento del compressore di azionamento liquido

1.1.3 Compressore liquido ionico
I liquidi ionici sono comunemente utilizzati in automazione, aerospaziale, elettronica o energia, come fluidi di ingegneria o nuovi materiali. Il liquido ionico stesso è quasi incompressibile, con quasi nessuna pressione di vapore, e può sostituire il metallo per produrre alta pressione in condizioni isotermiche, e può funzionare per un lungo tempo senza manutenzione, risparmiando consumo energetico. La struttura del compressore liquido ionico è semplice, rispetto alle parti del compressore ordinario, quindi è conveniente da mantenere. Attualmente, è stato utilizzato in alcune stazioni di rifornimento di gas naturale e stazioni di rifornimento di energia a idrogeno all'estero, e la pressione massima di scarico può raggiungere più di 90MPa.
1.1.4 Analisi comparativa dei vari tipi di compressori
Il confronto delle prestazioni del compressore a diaframma, del compressore a azionamento liquido e del compressore a liquido ionico è mostrato nella tabella 1 di seguito.

Digitare	Vantaggio	Svantaggio
Compressore a membrana	1. Elevata purezza del gas 2. Il divario relativo è molto piccolo 3. Buona dissipazione del calore durante il processo di compressione 4. Ampiamente usato nella stazione di idrogenazione in Cina	1. Il volume di scarico della singola unità è relativamente piccolo 2. Il costo delle attrezzature importate è relativamente alto, circa il doppio di quello delle apparecchiature domestiche 3. L'avvio e l'arresto frequenti sono facili da ridurre la durata del compressore
Compressore a trasmissione di liquidi	Il volume di scarico di una singola unità è relativamente grande	L'idrogeno gassoso può essere contaminato
Compressore di liquido ionico	1. Semplice nella costruzione e facile da mantenere 2. Basso consumo energetico	1. Gli standard di produzione sono diversi dagli standard nazionali e le procedure di introduzione sono complicate 2. Il prezzo è più alto

Tabella 1 Confronto delle prestazioni del compressore a membrana, del compressore a azionamento liquido e del compressore liquido ionico Molti produttori di compressori domestici sono diventati sempre più maturi nella ricerca tecnica e nello sviluppo del compressore a membrana e del compressore a azionamento liquido e un numero considerevole di stazioni di idrogenazione hanno iniziato ad applicare compressori a idrogeno completamente domestici. Ma relativamente parlando, la stabilità e l'affidabilità del compressore domestico devono ancora essere migliorate. Attualmente, ci sono un numero considerevole di fornitori nazionali di apparecchiature della stazione di idrogenazione, che acquistano teste di compressore importate come componenti principali, sostenendo le parti ausiliarie utilizzando l'approvvigionamento domestico e l'assemblaggio. In questo modo, per l'unità di costruzione, non solo migliorare l'affidabilità delle attrezzature, ma anche ridurre i costi di approvvigionamento delle attrezzature. Attualmente, la maggior parte delle stazioni di idrogenazione 35MPa che sono state costruite o sono in costruzione in Cina utilizzano compressore a membrana o compressore a azionamento liquido. Il compressore ionico è più adatto per la stazione di idrogenazione 70MPa con alta pressione di riempimento.