[实用新型]一种LNG制备燃料电池用氢和食品级干冰的装置

说明书

本实用新型公开了一种LNG制备燃料电池用氢和食品级干冰的装置。所述装置包括二氧化碳制干冰单元和天然气转换单元；所述二氧化碳制干冰单元包括LNG换热器，天然气转换单元包括依次连接的天然气转化器、天然气变换器和变压吸附器；LNG换热器与天然气转化器连通；变压吸附器的富氢气体出口得到满足燃料电池用氢的富氢气体；变压吸附器的弛放气出口与二氧化碳净化单元连接，二氧化碳净化单元与LNG换热器连接，经与LNG换热后得到食品级干冰。本实用新型将LNG气化、氢气制备、二氧化碳净化和制备的干冰工艺有机结合，能量相互利用，所得氢气可方便进行运输和利用，食品级的干冰可广泛应用于食品和医药领域，具有良好的经济性。

技术领域

本实用新型涉及一种LNG制备燃料电池用氢和食品级干冰的装置。

背景技术

全球能源行业正经历着以低碳化、无碳化、低污染为方向的第三次能源变革，随着全球能源需求不断增加，全球电气化趋势明显，未来以可再生能源增长幅度最大的电力能源结构将持续变化，进一步形成以石油、天然气、煤炭、可再生能源为主的多元化能源结构。

氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源，可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取，也可广泛应用于工业、建筑、交通、电力行业，是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体，氢能的开发与利用技术已经成为新一轮世界能源技术变革的重要方向，也是汽车产业未来发展的战略制高点，发展氢能将有利于加快推进我国能源生产和消费革命，对新时代能源转型发展具有重大意义。

目前，影响氢能产业发展的关键因素是氢气的价格，氢气价格决定氢气利用的经济性，进而决定了整个产业的经济性和可行性。氢能产业包括制氢、氢气储运和氢气利用三个主要环节，其中高效制氢技术和降低氢气运行成本是实现氢能产业发展的关键。

发明内容

针对氢气液化能耗高、液氢制造成本的问题，本实用新型提供了一种LNG制备燃料电池用氢和食品级干冰的装置，本实用新型将LNG的冷能利用、天然气制氢工艺和食品级干冰制备有机结合，实现了采用LNG作为气源，高效利用LNG冷能制备高纯度氢气和食品级干冰的目的。本实用新型使氢气和食品级干冰的制备成本大幅降低，而制备的氢气能够应用于燃料电池交通用氢，食品级的干冰可广泛应用于食品及医药领域。

具体地，本实用新型提供的LNG制备燃料电池用氢和食品级干冰的装置，包括二氧化碳制干冰单元和天然气转换单元；

所述二氧化碳制干冰单元包括LNG换热器，

所述天然气转换单元包括依次连接的天然气转化器、天然气变换器和变压吸附器；所述LNG换热器与所述天然气转化器连通；

所述变压吸附器的富氢气体出口得到满足燃料电池用氢的富氢气体，富氢气体中氢气的浓度大于99.9％；

所述变压吸附器的弛放气出口与二氧化碳净化单元连接，所述二氧化碳净化单元与所述LNG换热器连接，经与LNG换热后得到食品级干冰。

所述LNG换热器的入口端连接LNG增压泵，以降低温LNG增压至0.3～5MPaG；

经换热LNG可升温至-20～0℃，提纯后的二氧化碳降温至-80℃～-40℃。

所述天然气转换单元中，所述天然气转化器的入口端连接燃烧炉，可将天然气加热至600℃～1000℃。

所变压吸附器的富氢气体出口依次连接冷却器、气体缓冲罐和压缩机。

经所述二氧化碳净化单元提纯后，气体中总硫含量小于0.1ppm，苯含量小于0.02ppm，总烃含量小于50ppm，二氧化碳浓度大于99.99％。