[实用新型]一种氢气液化的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氢气液化，具体涉及一种氢气液化的装置。

背景技术

氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。另一方面，氢也是一种重要的能源，氢的发热值较高，约为汽油发热值的3倍，氢的燃烧较好，在3%~97%的范围内均可燃。氢的循环使用性较好，燃烧反应生成水可循环利用重新制取，是未来发电、电动汽车用燃料电池的燃料。可以预见，未来世界将从以碳为基础的能源经济形态转变为以氢为基础的能源经济形态。

目前，氢的储存主要有两种形式高压气态储存和低温液态。气态压缩高压储氢是最普遍和最直接的储氢方式。这是一种传统的常用方法，氢气经过加压(约15MPa)，储存于约40L钢制圆筒形容器中，通过减压阀的调节就可以直接将氢气释放出。氢气钢瓶只能储存6m3氢气，大约0.5kg氢气，不到装载器质量的2wt%。其缺点是需要厚重的耐压容器，增加运输成本。另外，氢气压缩需要消耗很多的氢气压缩功。低温液态储存是氢气经过压缩之后，深冷到~-250℃以下使之变为液氢，常压下液氢的密度为气态氢的845倍，液氢的质量密度和体积密度较高。将液氢存储到特制的绝热真空容器中放在卡车、机车、船舶或者飞机上运输。这样既能满足较大输氢量，又比较快速、经济的将液氢运送到目的地。

氢气的液化温度很低，所以只有将氢气预冷却到一定温度以下，再节流膨胀才能产生冷效应。这一特性对氢气的液化过程会产生一定的困难。现有生产液氢工艺有三种液化循环，即节流氢液化循环、带膨胀机的氢液化循环和氦制冷氢液化循环。从氢液化单位能耗来看，节流循环和氦制冷氢液化循环的能耗均较高。现有的带膨胀机的氢液化循环的装置的流程复杂，难以简单对工作过程进行调控，不易维护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氢气液化的装置，流程简单、调节灵活、工作可靠、维护方便、能耗低。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种氢气液化的装置，它包括依次连通的氢气进气管道、换热器A、换热器B、换热器C、闪蒸罐和液氢储罐，所述换热器A内设有进气通道A和返流通道A，所述换热器B内设有进气通道B和返流通道B，所述换热器C内设有过冷通道C和返流通道C，所述氢气进气管道与进气通道A的进气口连通，所述进气通道的出气口与进气通道B的进气口连通，进气通道B的出气口与过冷通道C的进气口连通，所述过冷通道C的出气口与闪蒸罐的进气口连通，所述闪蒸罐的出液口与液氢储罐连通，闪蒸罐的出气口与返流通道C的进气口连通，所述返流通道C的出气口与返流通道B的进气口连通，所述返流通道B的出气口与返流通道A的进气口连通，所述返流通道A的出气口与氢气进气管道连通。

优选的，闪蒸罐的进气口与换热器C之间设有调节阀B和调节阀C，所述闪蒸罐的进气口与过冷通道C之间通过调节阀B连通，所述过冷通道C与返流通道C之间设有调节阀C，所述闪蒸罐的出气口与返流通道C之间通过调节阀D连通，所述闪蒸罐的出气口与调节阀D之间设有压力数字控制器。

优选的，所述闪蒸罐的出液口与液氢储罐之间设有调节阀E，所述调节阀E和闪蒸罐的出液口之间设有液位数字控制器，换热器C内还设有再冷通道，闪蒸罐的出液口与再冷通道之间设有正仲氢转化塔C，闪蒸罐的出液口与正仲氢转化塔C的进气口连通，所述正仲氢转化塔C的排气口与再冷通道的进气口连通，再冷通道的出气口连通液氢储罐。

优选的，所述返流通道A与氢气进气管道之间设有氢气循环压缩机和氢气循环压缩机冷却器，返流通道A的出气口连通氢气循环压缩机的进气口，所述氢气循环压缩机的出气口与氢气循环压缩机冷却器的进气口连通，所述氢气循环压缩机冷却器的出气口与氢气进气管道连通。

优选的，所述进气通道A包括依次连通的第一预冷通道A、第二预冷通道A和第三预冷通道A，所述氢气预冷通道与第一预冷通道A连通，所述第一预冷通道A与第二预冷通道A之间设有第一净化塔，所述第二预冷通道A与第三预冷通道A之间设有第二净化塔；所述进气通道B包括相互连通的第一预冷通道B和第二预冷通道B，所述第一预冷通道B与第二预冷通道B之间设有正仲氢转化塔B；它还包括透平增压膨胀机，所述第一预冷通道B与透平增压膨胀机的膨胀端连通，所述透平增压膨胀机的膨胀端与返流通道B的进气口连通。