En tant qu'équipement de base de la station d'hydrogénation, le compresseur joue un rôle important dans la pressurisation de l'hydrogène

1.1  Compresseur

En tant qu'équipement de base dans la station d'hydrogénation, le compresseur joue un rôle important dans la pressurisation de l'hydrogène. À l'heure actuelle, le compresseur d'hydrogène couramment utilisé dans les stations d'hydrogénation nationales comprend principalement un compresseur à membrane, un compresseur à entraînement liquide et un compresseur à liquide ionique. Le compresseur à membrane et le compresseur à entraînement liquide sont principalement utilisés dans les stations d'hydrogénation avec une pression de stockage d'hydrogène ne dépassant pas 45 MPa, les technologies associées de nombreux fabricants nationaux sont devenues de plus en plus matures ; Le compresseur à liquide ionique est principalement utilisé dans la station d'hydrogénation avec une pression de stockage d'hydrogène de 90 MPa, le compresseur de qualité de pression domestique est encore en cours de développement, dépend principalement des importations.

1.1.1  Compresseur à membrane

Le compresseur à membrane est doté d'un diaphragme spécial pour séparer le gaz comprimé du monde extérieur. Dans le compresseur à membrane, la fonction du cylindre est complétée par une cavité à membrane, qui est une cavité composée d'une plaque de recouvrement avec une surface en dôme et d'un diaphragme élastique. L'environnement du diaphragme est fixé entre la plaque de recouvrement et le corps. Lorsque le diaphragme fléchit et se déforme, le volume dans la cavité à membrane change en conséquence, complétant ainsi la compression et l'échappement du gaz. Le compresseur à membrane métallique utilise la force du liquide pour entraîner le diaphragme. Le diaphragme peut être proche de la surface du dôme de recouvrement, de sorte que l'écart relatif est très petit, et le diaphragme entre le gaz et le liquide est très fin, et la dissipation de chaleur dans le processus de compression est bonne. À l'heure actuelle, la pression d'échappement maximale du compresseur à membrane métallique peut atteindre 70 MPa, mais comme la quantité de déformation du diaphragme est limitée, la quantité de gaz traitée est généralement faible.

graphique 2 : Principe de fonctionnement du compresseur à membrane

1.1.2  Compresseur à entraînement liquide

Le cylindre de puissance du compresseur à entraînement liquide est directement relié à la chambre de travail de la pompe alternative. Le piston de la pompe alternative entraîne le piston du compresseur à travers le liquide (principalement de l'huile) pour comprimer le gaz. La partie centrale du compresseur à entraînement liquide est constituée de deux cylindres opposés, le piston plongeur est un piston pour comprimer l'hydrogène et la partie supérieure est un tiroir de commande pour libérer l'huile dans le cylindre de puissance. Cette structure peut être réalisée en plusieurs colonnes et donc plus de puissance.

Fig. 3 schéma du principe de fonctionnement du compresseur à entraînement liquide

1.1.3  Compresseur de liquide ionique

Les liquides ioniques sont couramment utilisés dans l'automatisation, l'aérospatiale, l'électronique ou l'énergie, comme fluides d'ingénierie ou nouveaux matériaux. Le liquide ionique lui-même est presque incompressible, avec presque aucune pression de vapeur, et peut remplacer le métal pour produire une haute pression dans des conditions isothermes, et peut fonctionner pendant une longue période sans entretien, économisant la consommation d'énergie. La structure du compresseur de liquide ionique est simple, comparée aux pièces d'un compresseur ordinaire, il est donc pratique à entretenir. À l'heure actuelle, il a été utilisé dans certaines stations-service de gaz naturel et stations d'approvisionnement en hydrogène à l'étranger, et la pression d'échappement maximale peut atteindre plus de 90 MPa.

1.1.4  Analyse comparative de différents types de compresseurs

La comparaison des performances du compresseur à membrane, du compresseur à entraînement liquide et du compresseur à liquide ionique est présentée dans le tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1 Comparaison des performances du compresseur à membrane, du compresseur à entraînement liquide et du compresseur à liquide ionique De nombreux fabricants de compresseurs nationaux sont devenus de plus en plus matures dans la recherche et le développement techniques du compresseur à membrane et du compresseur à entraînement liquide, et un nombre considérable de stations d'hydrogénation ont commencé à appliquer des compresseurs à hydrogène entièrement domestiques. Mais relativement parlant, la stabilité et la fiabilité du compresseur domestique doivent encore être améliorées. À l'heure actuelle, il existe un nombre considérable de fournisseurs d'équipements de stations d'hydrogénation nationaux, achetant des têtes de compresseur importées comme composants de base, prenant en charge les pièces auxiliaires en utilisant les achats et l'assemblage nationaux. De cette façon, pour l'unité de construction, non seulement améliorer la fiabilité de l'équipement, mais également réduire le coût d'approvisionnement en équipement. À l'heure actuelle, la plupart des stations d'hydrogénation 35 MPa qui ont été construites ou sont en construction en Chine utilisent un compresseur à membrane ou un compresseur à entraînement liquide. Le compresseur ionique est plus adapté à la station d'hydrogénation 70 MPa avec une pression de remplissage élevée.