[发明专利]氢气液化装置

摘要

本发明公开了一种氢气液化装置，包括：第一压缩机组、净化装置、第一冷箱、第二冷箱、节流膨胀阀、液氢储罐、液氮预冷装置、第二压缩机组和第三压缩机组，液氮预冷装置为第一冷箱提供冷量。该氢气液化装置能对液氢储罐中气化的低温气态氢进行回收利用，既能避免直接释放低温气态氢带来的安全隐患及能源浪费，还能为氢气液化提供冷量，降低氢气液化所需能耗，降低成本；此外该氢气液化装置可以制得液氢中的仲氢浓度不低于98%的高纯度液氢，有效降低了液氢中自会自发发生正仲转化的正氢浓度，液氢蒸发损失小，氢气液化装置中各气体及液体通道、管道不易出现堵塞现象，降低安全隐患。

主权项

1.氢气液化装置，其特征在于：包括：第一压缩机组、净化装置、第一冷箱、第二冷箱、节流膨胀阀、液氢储罐、液氮预冷装置、第二压缩机组和第三压缩机组，液氮预冷装置为第一冷箱提供冷量；所述的第一冷箱包括：热交换器A和第一反应器；在热交换器A中设置有氢气通道A、第一液氮通道、循环氢气通道A、第一循环氢气返回通道A、第二循环氢气返回通道A，所述的氢气通道A、第一液氮通道、循环氢气通道A、第一循环氢气返回通道A和第二循环氢气返回通道A相互独立；在第一反应器中设置有第二液氮通道、第一氢气通道、第一正仲转化通道、第一液氢通道、第一循环氢气通道，所述的第二液氮通道、第一氢气通道、第一正仲转化通道、第一液氢通道和第一循环氢气通道相互独立；所述的第二冷箱包括：热交换器B、热交换器C、热交换器D、热交换器E、热交换器F、第二反应器、第二透平膨胀机组和第三透平膨胀机组；在热交换器B中设置有液氢通道B、循环氢气通道B、第一循环氢气返回通道B和第二循环氢气返回通道B，所述的液氢通道B、循环氢气通道B、第一循环氢气返回通道B和第二循环氢气返回通道B相互独立；在热交换器C中设置有液氢通道C、循环氢气通道C、第一循环氢气返回通道C和第二循环氢气返回通道C，所述的液氢通道C、循环氢气通道C、第一循环氢气返回通道C和第二循环氢气返回通道C相互独立；在热交换器D中设置有液氢通道D、循环氢气通道D、第一循环氢气返回通道D、第二循环氢气返回通道D和氢气膨胀通道，所述的液氢通道D、循环氢气通道D、第一循环氢气返回通道D、第二循环氢气返回通道D和氢气膨胀通道相互独立；在热交换器E中设置有液氢通道E、循环氢气通道E、第一循环氢气返回通道E和第二循环氢气返回通道E，所述的液氢通道E、循环氢气通道E、第一循环氢气返回通道E和第二循环氢气返回通道E相互独立；在热交换器F中设置有液氢通道F、循环氢气通道F和第一循环氢气返回通道F，所述的液氢通道F、循环氢气通道F和第一循环氢气返回通道F相互独立；在第二反应器中设置有第二液氢通道、第二正仲转化通道、第三液氢通道和第一循环氢气返回通道G，所述的第二液氢通道、第二正仲转化通道、第三液氢通道和第一循环氢气返回通道G相互独立；原料氢气通过氢气输送管道依次与第一压缩机组、净化装置、热交换器A中的氢气通道A、第一反应器中的第一氢气管道的进气口相连接，第一氢气管道的出气口通过第一连接管道与第一正仲转化通道的进气口相连接，第一正仲转通道的出气口通过第二连接管道与第一液氢通道的进气口相连接，第一液氢通道的出气口依次通过液氢输送管道与热交换器B中的液氢通道B、热交换器C中的液氢通道C、热交换器D中的液氢通道D、热交换器E中的液氢通道E、热交换器F中的液氢通道F、节流膨胀阀、第二反应器中的第二液氢通道的进气口相连接，第二液氢通道的出气口通过第三连接管道与第二正仲转化通道的进气口相连接，第二正仲转化通道的出气口通过第四连接管道与第三液氢通道的进气口相连接，第三液氢通道的出气口通过第五连接管道与液氢储罐相连接；在液氢储罐的蒸发气体出口设置有第一分支管道和第二分支管道，第一分支管道与节流膨胀阀相连接；第二分支管道与第二压缩机组相连接，第二压缩机组通过循环管道依次与热交换器A中的循环氢气通道A、第一反应器中的第一循环氢气通道、第三压缩机组、热交换器B中的循环氢气通道B的进气口相连接；在循环氢气通道B的出气口设置有第三分支管道和第四分支管道：第三分支管道与热交换器C中的循环氢气通道C相连接，热交换器C中的循环氢气通道C通过第一循环管道依次与热交换器D中的循环氢气通道D、热交换器E中的循环氢气通道E、热交换器F中的循环氢气通道F与第二反应器中的第一循环氢气返回通道G的进气口相连接，第一循环氢气返回通道G的出气口通过第一循环氢气返回管道依次与热交换器F的第一循环氢气返回通道F、热交换器E的第一循环氢气返回通道E、热交换器D的第一循环氢气返回通道D、热交换器C中的第一循环氢气返回通道C、热交换器B中的第一循环氢气返回通道B、热交换器A中的第一循环氢气返回通道A后与第二分支管道汇合连接，而后与第二压缩机组相连接；第四分支管道与第二透平膨胀机组相连接，第二透平膨胀机组通过第二循环管道依次与热交换器D中的氢气膨胀通道、第三透平膨胀机组与热交换器E中的第二循环氢气返回通道E的进气口相连接，第二循环氢气返回通道E的出气口通过第二循环氢气返回管道依次与热交换器D中的第二循环氢气返回通道D、热交换器C中的第二循环氢气返回通道C、热交换器B中的第二循环氢气返回通道B、热交换器A中的第二循环氢气返回通道A后与第二分支管道汇合连接，而后与第二压缩机组相连接。