[发明专利]采用氢气传热流体的主动式磁再生工艺和系统

权利要求书

1.一种用于液化氢气的工艺，包括：

将氢气传热流体引入到主动式磁再生制冷机设备中，所述主动式磁再生制冷机设备包括(i)高磁场区段，其中所述氢气传热流体通过至少一种磁性制冷剂的至少一个磁化床从冷侧流向热侧，(ii)第一无传热流体流动区段，其中床是被退磁的，(iii)低磁场或退磁场区段，其中所述氢气传热流体通过退磁床从热侧流向冷侧，以及(iv)第二无传热流体流动区段，其中床是被磁化的；

将所述氢气传热流体从所述低磁场或退磁场区段的所述冷侧连续地引入到所述高磁场区段的所述冷侧中；

将从所述低磁场或退磁场区段的所述冷侧流出的冷氢气传热流体的旁路部分连续地分离到膨胀机中；以及

等焓地膨胀所述冷氢气传热流体的分离的部分以产生液化氢。

2.如权利要求1所述的工艺，其中所述旁路部分构成离开所述低磁场或退磁场区段的所述冷侧的总氢气传热流体的3％至12％。

3.如权利要求1所述的工艺，其中所述磁性制冷剂在贯穿整个主动式磁再生循环中在所述磁性制冷剂的居里温度或在低于所述磁性制冷剂的居里温度操作。

4.如权利要求1所述的工艺，其中所述工艺提供至少0.5的品质因数(FOM)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的工艺，其中所述主动式磁再生制冷机设备包括多个磁性制冷剂层。

6.如权利要求1至4中任一项所述的工艺，其中所述主动式磁再生制冷机设备包括1至16层组成上不同的磁性制冷剂材料。

7.如权利要求5所述的工艺，其中所述主动式磁再生制冷机设备包括多达13层组成上不同的磁性制冷剂材料。

8.如权利要求1至4中任一项所述的工艺，其中所述主动式磁再生制冷机设备包括组合物，所述组合物包括至少一种磁性制冷剂材料和至少一种邻位H₂至对位H₂催化剂。

9.如权利要求8所述的工艺，其中所述磁性制冷剂材料呈具有高达250μm的最大横截面尺寸的颗粒的形式。

10.如权利要求8所述的工艺，其中所述组合物包括具有高达250μm的最大横截面尺寸的磁性制冷剂材料颗粒以及散布有所述磁性制冷剂材料颗粒的粘合剂，其中所述邻位H₂至对位H₂催化剂被结合到所述磁性制冷剂材料颗粒和/或所述粘合剂。

11.如权利要求8所述的工艺，其中所述组合物包括具有高达250μm的最大横截面尺寸的磁性制冷剂材料颗粒以及具有小于5μm的最大横截面尺寸的邻位H₂至对位H₂催化剂颗粒。

12.如权利要求9至11中任一项所述的工艺，其中所述磁性制冷剂材料颗粒具有150μm至250μm的直径。

13.如权利要求9至11中任一项所述的工艺，其中所述磁性制冷剂材料颗粒具有100μm至250μm的直径。

14.如权利要求10所述的工艺，其中所述粘合剂包括至少一种环氧树脂材料。