本发明专利技术公开了一种制氢生产用的氢气液化装置，包括：原料氢压缩机、两级循环氢压缩机、中压透平膨胀机、低压透平膨胀机、两级预冷换热器、五级液化冷却器；每级预冷换热器中均设置有产品氢通道、预冷介质通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道；一至三级液化冷却器中均设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道，四级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道，五级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道；一级循环氢压缩机与二级循环氢压缩机之间连接有循环氢压缩输送管。本发明专利技术的优点在于：结构紧凑，各级换热设备的能量分布合理，确保产品氢的持续稳定的液化及正仲氢的转化。化。化。
【技术实现步骤摘要】
制氢生产用的氢气液化装置
[0001]本专利技术涉及氢气液化
，具体涉及氢液化设备。
技术介绍
[0002]氢能源是21世纪最具发展潜力的清洁能源。目前氢能源尚未在商业中广泛使用，原因在于氢的液化、储存技术尚不成熟。为了申请人研发了一种制氢生产用氢气液化装置。
技术实现思路
[0003]本专利技术需要解决的技术问题是：提供一种制氢生产用氢气液化装置。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：制氢生产用的氢气液化装置，包括：原料氢压缩机、一级循环氢压缩机、二级循环氢压缩机、中压透平膨胀机、低压透平膨胀机、一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器，二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器；每级预冷换热器中均设置有产品氢通道、预冷介质通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道；一级、二级、三级液化冷却器中均设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道，四级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道，五级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道；一级循环氢压缩机与二级循环氢压缩机之间连接有循环氢压缩输送管。
[0005]一级预冷换热器、二级预冷换热器中的预冷介质通道通过预冷介质输送管连通，二级预冷换热器中预冷介质通道的输入端与预冷介质供应机构的输出端连接，一级预冷换热器中预冷介质通道的输出端与预冷介质供应机构的回流端连接。
[0006]一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器、二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器中的产品氢通道通过产品氢输送管依次连通，原料氢压缩机的输出端与第一预冷换热器中的产品氢通道的输入端连接，第五液化冷却器中的产品氢通道的输出端连接有产品氢输出管，产品氢输出管连接至液氢储罐；原料氢压缩机的输出端连接有产品氢输入管，产品氢输入管与一级预冷换热器中的产品氢通道的输入端连接。
[0007]一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器、二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器中的循环氢通道通过循环氢输送管依次连通，四级液化冷却器与五级液化冷却器之间的循环氢输送管上设置有节流膨胀阀。
[0008]五级液化冷却器中的循环氢通道的输出端与四级液化冷却器、三级液化冷却器、二级液化冷却器、一级液化冷却器、二级预冷换热器、一级预冷换热器中的循环氢回流通道通过循环氢回流输送管依次连通，一级预冷换热器中的循环氢回流通道的输出端通过循环氢回流输出管连接至一级循环氢压缩机的输入端。
[0009]低压透平膨胀机的输出端通过低温氢输入管与三级液化冷却器中的循环低温氢通道的输入端连通，低压透平膨胀机输出的氢气压力控制在3.5～3.7bar。
[0010]中压透平膨胀机的输出端通过低温氢输入管与二级液化冷却器的循环低温氢通
道的输入端连通，中压透平膨胀机输出的氢气压力控制在3.3～3.5bar。
[0011]三级液化冷却器中的循环低温氢通道的输出端通过三级低温氢输送管连接至二级液化冷却器与中压透平膨胀机之间的低温氢输入管上。
[0012]二级液化冷却器中循环低温氢通道的输入端、一级液化冷却器、二级预冷换热器、一级预冷换热器中的循环低温氢通道通过循环低温氢输送管依次连通，一级预冷换热器中的循环低温氢通道的输出端设置有一级预冷循环低温氢输出管，一级预冷循环低温氢输出管连接至一级循环氢压缩机与二级循环氢压缩机之间的循环氢压缩输送管；。
[0013]二级循环氢压缩机的输出端设置有第一循环氢输入管和第二循环氢输入管，第一循环氢输入管与一级预冷换热器中的循环氢通道的输入端连接，第二循环氢输入管分别与低压透平膨胀机的输入端以及中压透平膨胀机的输入端连接。
[0014]二级液化冷却器与三级液化冷却器之间的循环氢输送管上连接有带第一流量调节阀的第一调节管路，第一调节管路连接至低压透平膨胀机。
[0015]一级液化冷却器与二级液化冷却器之间的循环氢输送管上连接有带第二流量调节阀第二调节管路，第二调节管路连接至中压透平膨胀机。
[0016]产品氢输入管上连接有带第三流量调节阀的旁通管路，所述的旁通管路连接至一级预冷循环低温氢输出管。
[0017]原料氢压缩机输出的氢气压力控制在28～30bar、温度不超过40℃；二级预冷换热器中产品氢通道输出端输出的氢的温度控制在78～83K，当二级预冷换热器中产品氢通道输出端输出的氢的温度偏高，则加大预冷介质流量；三级液化冷却器中的产品氢通道输出端输出的氢的温度控制在30K，当三级液化冷却器中的产品氢通道输出端输出的氢的温度高于30K时，第一流量调节阀增加开度直至三级液化冷却器中的产品氢通道输出端输出的氢的温度稳定在30K；当第一流量调节阀开度调节至最大后，三级液化冷却器中的产品氢通道输出端输出的氢的温度仍然高于30K，此时第二流量调节阀增大开度，直至三级液化冷却器中的产品氢通道输出端输出的氢的温度稳定在30K；在第一流量调节阀和/或第二流量调节阀增大开度时，第三流量调节阀的开度也相应增大。
[0018]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，二级预冷换热器、一级液化冷却器、二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器中的产品氢通道中均设置有正仲氢转换催化剂。
[0019]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，四级液化冷却器与五级液化冷却器之间的产品氢输送管上设置有引射器，液氢储罐上设置有气态氢输出管，气态氢输出管连接至引射器。
[0020]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，二级预冷换热器与一级液化冷却器之间的产品氢输送管上还设置有产品氢气除杂吸附器。
[0021]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，二级预冷换热器与一级液化冷却器之间的循环氢输送管上设置有循环氢气除杂吸附器。
[0022]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，预冷介质采用液氮。
[0023]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，二级预冷换热器与一级液化冷却器之间的产品氢输送管上设置有第一温度检测装置；三级液化冷却器与四级液化冷却器之间的产品氢输送管上设置有第二温度检测装置。
[0024]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，产品氢输出管上设置有产品氢压力表和产品氢温度表。
[0025]进一步地，前述的制氢生产用氢气液化装置，其中，一级预冷换热器、二级预冷换热器与一级液化冷却器，二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器分别集成在两个高真空绝热的冷箱中。
[0026]本专利技术的优点是：一、结构紧凑，各级换热设备的能量分布合理。两级预冷能对产品氢预先降温，为冷却液化做好准备，中压透平膨胀机等熵膨胀产生的低温冷却介质氢用于吸收产品氢液化前的显热，从而有效较少低压透平膨胀机的负荷，两者相辅相成为产品氢的液化稳定提供冷量。二、带第一流量调节阀的第一调节管路、带第二流量调节阀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.制氢生产用的氢气液化装置，包括：原料氢压缩机、一级循环氢压缩机、二级循环氢压缩机、中压透平膨胀机、低压透平膨胀机、一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器，二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器；每级预冷换热器中均设置有产品氢通道、预冷介质通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道；一级、二级、三级液化冷却器中均设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道、循环低温氢通道，四级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道、循环氢回流通道，五级液化冷却器中设置有产品氢通道、循环氢通道；一级循环氢压缩机与二级循环氢压缩机之间连接有循环氢压缩输送管；一级预冷换热器、二级预冷换热器中的预冷介质通道通过预冷介质输送管连通，二级预冷换热器中预冷介质通道的输入端与预冷介质供应机构的输出端连接，一级预冷换热器中预冷介质通道的输出端与预冷介质供应机构的回流端连接；一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器、二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器中的产品氢通道通过产品氢输送管依次连通，原料氢压缩机的输出端与第一预冷换热器中的产品氢通道的输入端连接，第五液化冷却器中的产品氢通道的输出端连接有产品氢输出管，产品氢输出管连接至液氢储罐；原料氢压缩机的输出端连接有产品氢输入管，产品氢输入管与一级预冷换热器中的产品氢通道的输入端连接；一级预冷换热器、二级预冷换热器、一级液化冷却器、二级液化冷却器、三级液化冷却器、四级液化冷却器、五级液化冷却器中的循环氢通道通过循环氢输送管依次连通，四级液化冷却器与五级液化冷却器之间的循环氢输送管上设置有节流膨胀阀；五级液化冷却器中的循环氢通道的输出端与四级液化冷却器、三级液化冷却器、二级液化冷却器、一级液化冷却器、二级预冷换热器、一级预冷换热器中的循环氢回流通道通过循环氢回流输送管依次连通，一级预冷换热器中的循环氢回流通道的输出端通过循环氢回流输出管连接至一级循环氢压缩机的输入端；低压透平膨胀机的输出端通过低温氢输入管与三级液化冷却器中的循环低温氢通道的输入端连通，低压透平膨胀机输出的氢气压力控制在3.5～3.7bar；中压透平膨胀机的输出端通过低温氢输入管与二级液化冷却器的循环低温氢通道的输入端连通，中压透平膨胀机输出的氢气压力控制在3.3～3.5bar；三级液化冷却器中的循环低温氢通道的输出端通过三级低温氢输送管连接至二级液化冷却器与中压透平膨胀机之间的低温氢输入管上；二级液化冷却器中循环低温氢通道的输入端、一级液化冷却器、二级预冷换热器、一级预冷换热器中的循环低温氢通道通过循环低温氢输送管依次连通，一级预冷换热器中的循环低温氢通道的输出端设置有一级预冷循环低温氢输出管，一级预冷循环低温氢输出管连接至一级循环氢压缩机与二级循环氢压缩机之间的循环氢压缩输送管；二级循环氢压缩机的输出端设置有第一循环氢输入管和第二循环氢输入管，第一循环氢输入管...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈海涛，刘庆洋，陈甲楠，王朝，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。