[实用新型]带预冷节流氢液化装置

说明书

本实用新型属于制氢设备技术领域，具体涉及一种带预冷节流氢液化装置，包括输送原料氢气的氢液化路线和输送循环氢气的氢循环路线，两条路线分别依次经过一级预冷段、二级预冷段和液化段；一级预冷段设置有换热器一、常压液氮预冷器，二级预冷段设置有换热器二和负压液氮预冷器；氢液化路线经过换热器一、常压液氮预冷器被预冷后，进入换热器二和负压液氮预冷器继续冷却。本实用新型提供的带预冷节流氢液化装置，采用常压液氮预冷器和负压液氮预冷器的二级预冷结构，液化效果更好。

技术领域

本实用新型属于制氢设备技术领域，具体涉及一种带预冷节流氢液化装置。

背景技术

现有的氢液化设备预冷通常采用单个液氮预冷装置，如公布号CN108469150A的发明专利申请。单个预冷的液化系统原料氢气的液化效果较差，影响制氢效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带预冷节流氢液化装置，采用常压液氮预冷器和负压液氮预冷器的二级预冷结构，液化效果更好。

本实用新型的目的是这样实现的：一种带预冷节流氢液化装置，包括输送原料氢气的氢液化路线和输送循环氢气的氢循环路线，两条路线分别依次经过一级预冷段、二级预冷段和液化段；一级预冷段设置有换热器一、常压液氮预冷器，二级预冷段设置有换热器二和负压液氮预冷器，液化段设置换热器三和液氢过冷器；氢液化路线经过换热器一、常压液氮预冷器被预冷后，进入换热器二和负压液氮预冷器继续冷却，然后经过换热器三，进入液氢过冷器过冷，最终经节流阀三节流后进入气液分离罐；氢循环路线经过换热器一、常压液氮预冷器被预冷后，进入换热器二和负压液氮预冷器继续冷却；经过二级预冷后的氢循环路线分成两股，第一股分支经节流阀一节流后作为返流氢气再次经过换热器二和换热器一，最后汇合回氢循环路线；第二股分支经过换热器三继续冷却后，经节流阀二后汇入液氢过冷器，用于原料氢气的过冷。

进一步的，所述一级预冷段还设置有吸附器一、吸附器二、正仲氢转换一，氢液化路线经过换热器一、常压液氮预冷器被预冷后，经过吸附器一吸附杂质，再经过正仲氢转换一催化转化，回到常压液氮预冷器再次热交换后进入换热器二；氢循环路线预冷后经过吸附器二吸附杂质后再进入换热器二。

进一步的，所述液化段还包括正仲氢转换二，氢液化路线经过换热器三，进入液氢过冷器过冷后，再经过正仲氢转换二催化转化，回到液氢过冷器过冷后，最终经节流阀三节流后进入气液分离罐。

进一步的，所述气液分离罐、液氢过冷器内气化的氢气经换热器三、换热器二、换热器一后汇入氢循环路线。

进一步的，所述吸附器一和吸附器二为分子筛吸附器。

进一步的，所述常压液氮预冷器的常压管道经过换热器一后连通大气；所述负压液氮预冷器的负压管道经过换热器二和换热器一后连接真空泵。

进一步的，所示吸附器一和吸附器二分别成对运行，一个用于净化，另一个进行再生或处于备用状态。

进一步的，所述氢循环路线上依次经过压缩机一和压缩机二加压，压缩机一连接循环氢气补充口，所述第一股分支经过压缩机二加压后汇入氢循环路线，所述气液分离罐、液氢过冷器内气化的氢气最终经过压缩机一和压缩机二加压后汇入氢循环路线。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：液化装置先进行两级预冷，然后再进行液化，保证氢液化效果。并在预冷阶段通过分子筛吸附器实现冷却净化步骤，来去除杂质(一氧化碳，二氧化碳，甲烷，惰性气体等)；在预冷段和液化段进行两次催化转化，将正氢转化为仲氢，从而降低流程的不可逆性，增强热效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中带预冷节流氢液化装置的整体原理图。

图2是本实用新型实施例中氢液化路线图。

图3是本实用新型实施例中氢循环路线图。