一种具有正-仲氢转化功能的冷箱制造技术

本发明专利技术公开了一种具有正‑仲氢转化功能的冷箱，包括：壳体，在壳体上设置有壳体入口和壳体出口，冷源能通过壳体入口流入到壳体中，并且能通过壳体出口流出壳体，在壳体中还设置有一根组合式换热管，组合式换热管的换热管入口和换热管出口分别伸出壳体，组合式换热管包括一段螺旋卷曲换热管和一段直换热管，螺旋卷曲换热管环套于直换热管的外侧，在直换热管中设置有能催化氢气正‑仲氢转化的催化剂。上述的一种具有正‑仲氢转化功能的冷箱采用多气流下沉式管壳换热器设计理念，使得氢气冷却和氢气的正‑仲氢转化能在冷箱中同步进行，并且还吸收了正‑仲氢转化过程中产生的热量，解决了正‑仲氢转化过程中温度维持问题。

Cold box with positive secondary hydrogen conversion function

The invention discloses a cold box with the function of normal to secondary hydrogen conversion, which comprises a shell, a shell inlet and a shell outlet are arranged on the shell, a cold source can flow into the shell through the shell inlet, and can flow out of the shell through the shell outlet, and a combined heat exchange tube and a combined heat exchange tube are arranged in the shell. The inlet and outlet of the heat exchanger pipe extend out of the shell respectively. The combined heat exchanger pipe includes a section of spiral coiled heat exchanger pipe and a section of straight heat exchanger pipe. The spiral coiled heat exchanger pipe ring is sleeved on the outside of the straight heat exchanger pipe, and a catalyst is arranged in the straight heat exchanger pipe to catalyze the conversion of hydrogen to normal and secondary hydrogen. The design concept of multi-flow submerged shell-and-tube heat exchanger is adopted in the above-mentioned cold box with the function of positive to secondary hydrogen conversion. The cooling of hydrogen and the positive to secondary hydrogen conversion of hydrogen can be carried out synchronously in the cold box, and the heat generated in the process of positive to secondary hydrogen conversion can be absorbed, thus the temperature maintenance in the process of positive to secondary hydrogen conversion can be solved. The problem.

【技术实现步骤摘要】
一种具有正-仲氢转化功能的冷箱
本专利技术涉及液氢生产设备领域，具体涉及一种具有正-仲氢转化功能的冷箱。
技术介绍
液氢是由氢液化而成的无色无臭的透明液体，是仲氢（p-H2）和正氢（o-H2）的混合物。正氢和仲氢是分子氢的两种自旋异构体，仲氢与正氢的化学性质完全相同，而物理性质有所差异。在室温或高于室温时，正、仲氢的平衡组分比为75:25，称为标准氢（n-H2）或正常氢。低于常温时，正、仲氢的平衡组分比将发生变化，仲氢所占的百分比增加。气态氢的正仲态转化在存在催化剂的情况下才能发生，而液态氢则在没有催化剂的情况下自会自发地发生正仲转化，但转化速率较慢。氢的正仲转化是一放热反应，转化过程中放出的热量和转化时的温度有关。为减少正仲氢转化放热造成的液氢蒸发损失，所有液氢产品中要求仲氢含量至少在95%以上，即要求液化时将正氢基本上都催化转化为仲氢。制备液氢时，需要在气态氢时就要开始正-仲氢转化。现在具有能为气态氢液化提供冷量的冷箱和能供气态氢正-仲氢转化的冷箱，但是现在不具备能同时为气态氢液化提供冷量并且能供气态氢正-仲氢转化的冷箱。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：将提供一种能为气态氢液化提供冷量并且能供气态氢正-仲氢转化的具有正-仲氢转化功能的冷箱。为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，包括：壳体，其特征在于：在壳体上设置有壳体入口和壳体出口，冷源能通过壳体入口流入到壳体中，并且能通过壳体出口流出壳体，在壳体中还设置有一根组合式换热管，组合式换热管的换热管入口和换热管出口分别伸出壳体，组合式换热管包括一段螺旋卷曲换热管和一段直换热管，螺旋卷曲换热管环套于直换热管的外侧，在直换热管中设置有能催化氢气正-仲氢转化的催化剂。进一步的，前述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，其中：在换热管出口上设置有能过滤氢气防止催化剂流出的过滤器。进一步的，前述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，其中：过滤器为金属滤芯。进一步的，前述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，其中：金属滤芯的过滤精度不超过35～45微米。进一步的，前述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，其中：壳体入口和壳体出口分别设置于壳程通道的两端，组合式换热管沿着壳程通道布置。本专利技术的优点为：本专利技术所述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱采用多气流下沉式管壳换热器设计理念，使得氢气冷却和氢气的正-仲氢转化能在冷箱中同步进行，并且还吸收了正-仲氢转化过程中产生的热量，解决了正-仲氢转化过程中温度维持问题。附图说明图1为本专利技术所述的一种具有正-仲氢转化功能的冷箱的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步的详细描述。如图1所示，一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，包括：壳体1，在壳体1上设置有壳体入口11和壳体出口12，冷源能通过壳体入口11流入到壳体1中，并且能通过壳体出口12流出壳体1，在本实施例中，冷源通常为液氮；在壳体1中还设置有一根组合式换热管2，组合式换热管2的换热管入口24和换热管出口25分别伸出壳体1，组合式换热管2包括一段螺旋卷曲换热管21和一段直换热管22，螺旋卷曲换热管21环套于直换热管22的外侧，在直换热管22中设置有能催化氢气正-仲氢转化的催化剂23。工作时，液氮从壳体入口11流入壳体1中，然后从壳体出口12流出壳体1，氢气从换热管入口24流入组合式换热管2中，氢气在螺旋卷曲换热管21中会与壳体1中的液氮进行热交换，从而为氢气液化提供冷量，螺旋卷曲换热管21能增加氢气与液氮热交换的面积，使得氢气能更快的冷却；然后氢气会在直换热管22中进行正-仲氢转化，同时还会与液氮进行热交换，使得氢气冷却和正-仲氢转化同步进行，并且还吸收了正-仲氢转化过程中产生的热量，解决了正-仲氢转化过程中温度维持问题。在本实施例中，在换热管出口25上设置有能过滤氢气防止催化剂23流出的过滤器251。过滤器251为金属滤芯。金属滤芯的过滤精度不超过35～45微米。过滤精度过高会不利于氢气流动。壳体入口11和壳体出口12分别设置于壳程通道的两端，组合式换热管2沿着壳程通道布置。这样设置能使氢气充分与冷源换热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有正‑仲氢转化功能的冷箱，包括：壳体，其特征在于：在壳体上设置有壳体入口和壳体出口，冷源流体能通过壳体入口流入到壳体中，并且能通过壳体出口流出壳体，在壳体中还设置有一根组合式换热管，组合式换热管的换热管入口和换热管出口分别伸出壳体，组合式换热管包括一段螺旋卷曲换热管和一段直换热管，螺旋卷曲换热管环套于直换热管的外侧，在直换热管中设置有能催化氢气正‑仲氢转化的催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有正-仲氢转化功能的冷箱，包括：壳体，其特征在于：在壳体上设置有壳体入口和壳体出口，冷源流体能通过壳体入口流入到壳体中，并且能通过壳体出口流出壳体，在壳体中还设置有一根组合式换热管，组合式换热管的换热管入口和换热管出口分别伸出壳体，组合式换热管包括一段螺旋卷曲换热管和一段直换热管，螺旋卷曲换热管环套于直换热管的外侧，在直换热管中设置有能催化氢气正-仲氢转化的催化剂。2.根据权利要求1所述的一种具有正-仲氢转化功...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪中华，邬海强，严岩，魏蔚，况开锋，郭道峰，王秋霞，
申请(专利权)人：张家港富瑞氢能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32