氢气液化装置中的净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种氢气液化装置中的净化装置，包括：第一净化装置、设置于氢气液化冷箱中的第二净化装置和第三净化装置，所述的氢气液化冷箱包括：热交换器和反应器，在热交换器中设置有第一氢气通道和第一低温气态氢通道；在反应器中设置有第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道；原料氢气通过第一连接管道依次与第一净化装置、第一氢气通道、第二净化装置、第二氢气通道、正仲转化通道、液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接；液氢储罐上的蒸发气体出口通过第二连接管道依次与第二压缩机组、热交换器中的第一低温气态氢通道、反应器中的第二低温气态氢通道、第三净化装置相连接。该装置净化效果好，使用安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
氢气液化装置中的净化装置
本技术涉及氢气液化技术，尤其涉及一种氢气液化装置中的净化装置。
技术介绍
随着工业的发展和人们物质生活水平的提高，能源的需求也与日俱增。由于煤炭、石油等化石能源在使用时不可避免地会污染环境，再加上其储量有限，人类面临着开发高效、洁净的二次能源的艰巨挑战，因而寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。氢作为可从多种途径获取的理想能源载体，是化石能源向可再生能源过渡的重要桥梁之一，将为终端能源利用提供新的重要形式。氢气液化技术的核心是氢气的液化部分，氢气的临界温度和转化温度低，气化潜热小，其理论最小液化功在所有气体当中是最高的。由于氢气的液化温度很低，所以只有将氢气预冷却到一定温度以下，再节流膨胀才能产生冷效应。这一特性对氢气的液化过程会产生一定的困难：在液氢温度下，除氦气以外，所有其他气体杂质均已固化，固化杂质可能会堵塞氢气液化装置中各气体及液体通道、管道，尤其是节流部位更容易发生堵塞现象，极易引起爆炸，所以，对原料氢气必须进行严格净化。
技术实现思路
氢气液化装置包括：氢气液化冷箱和液氢液化冷箱，经一级净化处理后的气态氢先进入氢气液化冷箱中进行预冷及气态氢正仲转化，然后再进入液氢液化冷箱中进行预冷及液态氢正仲转化，最终得到液氢并存储于液氢储罐中。受外部温度等因素的影响，存储于液氢储罐中的液氢不可避免会有部分气化成低温气态氢，如若将气化后的低温气态氢直接释放于外部环境中，不仅浪费能量，而且还会存在安全隐患，而直接燃烧掉该低温气态氢，也是一种能量浪费现象。因而对低温气态氢进行回收处理：将低温气态氢重新送入氢气液化冷箱、液氢液化冷箱中，为氢气液化冷箱及液氢液化冷箱提供冷量。在对低温气态氢进行回收处理的过程中不可避免会存在杂质，因而需要对该部分低温气态氢进行净化处理。本技术所需解决的技术问题是：提供一种净化效果好、使用安全可靠的氢气液化装置中的净化装置。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：所述的氢气液化装置中的净化装置包括：第一净化装置、设置于氢气液化冷箱中的第二净化装置和第三净化装置，原料氢气通过第一连接管道依次与第一压缩机组、第一净化装置、氢气液化冷箱、液氢液化冷箱、液氢储罐相连接；所述的氢气液化冷箱包括：热交换器和反应器，在热交换器中设置有第一氢气通道和第一低温气态氢通道，氢气通道和第一低温气态氢通道相互独立；在反应器中设置有第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道，第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道相互独立；原料氢气通过第一连接管道依次与第一净化装置、热交换器中的第一氢气通道、反应器中的第二氢气通道、第二净化装置、反应器中的正仲转化通道、反应器中的液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接；在液氢储罐上设置有蒸发气体出口，液氢储罐中气化的低温气态氢从蒸发气体出口输出后，通过第二连接管道依次与第二压缩机组、热交换器中的第一低温气态氢通道、反应器中的第二低温气态氢通道、第三净化装置相连接，为热交换器和反应器提供冷量。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第一净化装置包括：第一压缩机组、净油吸附器、催化精制装置、烘干装置和能清除高沸点杂质的吸附器；原料氢气通过第一连接管道依次与第一压缩机组、净油吸附器、催化精制装置、烘干装置、能清除高沸点杂质的吸附器、热交换器中的第一氢气通道、反应器中的第二氢气通道、第二净化装置、反应器中的正仲转化通道、反应器中的液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的净油吸附器的吸附剂为活性炭；催化精制采用的催化剂为金属催化剂，金属催化剂为铂、镍、钯中的一种；对气态氢进行催化精制的载体表面为扩展表面，金属催化剂均匀涂抹于该载体的扩展表面上；能清除高沸点杂质的吸附器的吸附剂为能热力再生的细孔沸石，通过能热力再生的细孔沸石对气态氢进行烘干处理。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第二净化装置为第一低温单元转换吸附器，所述的第一低温单元转换吸附器由第一吸附器和第二吸附器组成，第一吸附器和第二吸附器中的吸附剂均能热力再生；第一低温二重单元转换吸附器在正常工作时，若一级净化、预冷处理后的气态氢经第一吸附器进行吸附处理时，第二吸附器热力再生；若一级净化、预冷处理后的气态氢经第二吸附器进行吸附处理时，第一吸附器热力再生。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，在位于第一低温二重单元转换吸附器进气口端的第一连接管道上设置有第一过滤器。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第一过滤器为机械过滤器，机械过滤器中的金属滤芯的过滤精度不超过40微米，且机械过滤器可以通过加温或预冷方式再生进行自我净化。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第三净化装置为第三吸附器。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第三净化装置为第二低温单元转换吸附器，第二低温单元转换吸附器由第三吸附器和第四吸附器组成，第三吸附器和第四吸附器中的吸附剂均能热力再生；第二低温二重单元转换吸附器在正常工作时，若从反应器输出的低温气态氢经第三吸附器进行吸附处理时，第四吸附器热力再生；若从反应器输出的低温气态氢经第四吸附器进行吸附处理时，第三吸附器热力再生。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，在位于第二低温二重单元转换吸附器进气口端的第二连接管道上设置第二过滤器。进一步地，前述的氢气液化装置中的净化装置，其中，所述的第二过滤器为机械过滤器，机械过滤器中的金属滤芯的过滤精度不超过40微米，且机械过滤器可以通过加温或预冷方式再生进行自我净化。本技术的有益效果是：该氢气液化装置中的净化装置的净化效果好，在液化过程中不存在固化杂质堵塞氢气液化装置中各气体及液体通道、管道现象，使用安全可靠。附图说明图1是氢气液化过程中的氢气净化工艺流程示意图。图2是本技术所述的氢气液化装置中的净化装置的结构示意图。图3是净化装置的另一种结构示意图。图4是图3中净化装置中氢气液化冷箱的局部放大结构示意图。具体实施方式下面结合附图及优选实施例对本技术所述的技术方案作进一步详细的说明。本专利技术所述的氢气液化装置中的净化装置属于氢气液化装置的一部分，为更形象、透彻的描述净化装置，便于理解，这里先描述氢气液化装置的整体结构，氢气液化装置包括：氢气液化冷箱101和液氢液化冷箱，参见图1和图2所示，经一级净化处理后的气态氢先进入氢气液化冷箱101中进行预冷及气态氢正仲转化，然后再进入液氢液化冷箱101中进行预冷及液态氢正仲转化，最终得到液氢并存储于液氢储罐中。受外部温度等因素的影响，存储于液氢储罐中的液氢不可避免会有部分气化成低温气态氢，如若将气化后的低温气态氢直接释放于外部环境中，不仅浪费能量，而且还会存在安全隐患，而直接燃烧掉该低温气态氢，也是一种能量浪费现象。因而对低温气态氢进行回收处理：将低温气态氢重新送入氢气液化冷箱101、液氢液化冷箱中，为氢气液化冷箱101及液氢液化冷箱提供冷量，这样既能回收利用低温气态氢，节约能量，还能提高安全性能。在对低温气态氢进行回收处理的过程中不可避免会存在杂质，因而需要对该部分低温气态氢进行净化处理。如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氢气液化装置中的净化装置，其特征在于：包括：第一净化装置、设置于氢气液化冷箱中的第二净化装置和第三净化装置，原料氢气通过第一连接管道依次与第一压缩机组、第一净化装置、氢气液化冷箱、液氢液化冷箱、液氢储罐相连接；所述的氢气液化冷箱包括：热交换器和反应器，在热交换器中设置有第一氢气通道和第一低温气态氢通道，氢气通道和第一低温气态氢通道相互独立；在反应器中设置有第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道，第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道相互独立；原料氢气通过第一连接管道依次与第一净化装置、热交换器中的第一氢气通道、反应器中的第二氢气通道、第二净化装置、反应器中的正仲转化通道、反应器中的液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接；在液氢储罐上设置有蒸发气体出口，液氢储罐中气化的低温气态氢从蒸发气体出口输出后，通过第二连接管道依次与第二压缩机组、热交换器中的第一低温气态氢通道、反应器中的第二低温气态氢通道、第三净化装置相连接，为热交换器和反应器提供冷量。

【技术特征摘要】
1.氢气液化装置中的净化装置，其特征在于：包括：第一净化装置、设置于氢气液化冷箱中的第二净化装置和第三净化装置，原料氢气通过第一连接管道依次与第一压缩机组、第一净化装置、氢气液化冷箱、液氢液化冷箱、液氢储罐相连接；所述的氢气液化冷箱包括：热交换器和反应器，在热交换器中设置有第一氢气通道和第一低温气态氢通道，氢气通道和第一低温气态氢通道相互独立；在反应器中设置有第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道，第二氢气通道、正仲转化通道、第二低温气态氢通道和液氢通道相互独立；原料氢气通过第一连接管道依次与第一净化装置、热交换器中的第一氢气通道、反应器中的第二氢气通道、第二净化装置、反应器中的正仲转化通道、反应器中的液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接；在液氢储罐上设置有蒸发气体出口，液氢储罐中气化的低温气态氢从蒸发气体出口输出后，通过第二连接管道依次与第二压缩机组、热交换器中的第一低温气态氢通道、反应器中的第二低温气态氢通道、第三净化装置相连接，为热交换器和反应器提供冷量。2.按照权利要求1所述的氢气液化装置中的净化装置，其特征在于：所述的第一净化装置包括：第一压缩机组、净油吸附器、催化精制装置、烘干装置和能清除高沸点杂质的吸附器；原料氢气通过第一连接管道依次与第一压缩机组、净油吸附器、催化精制装置、烘干装置、能清除高沸点杂质的吸附器、热交换器中的第一氢气通道、反应器中的第二氢气通道、第二净化装置、反应器中的正仲转化通道、反应器中的液氢通道、液氢液化冷箱与液氢储罐相连接。3.按照权利要求2所述的氢气液化装置中的净化装置，其特征在于：所述的净油吸附器的吸附剂为活性炭；催化精制采用的催化剂为金属催化剂，金属催化剂为铂、镍、钯中的一种；对气态氢进行催化精制的载体表面为扩展表面，金属催化剂均匀涂抹于该载体的扩展表面上；能清除高沸点杂质的吸附器的吸附剂为能热力再生的细孔沸石，...

【专利技术属性】
技术研发人员：施海涛，倪中华，严岩，邬海强，郭道峰，杜海滨，惠昱轩，
申请(专利权)人：张家港富瑞氢能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32