一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，涉及液氧液氮液氩液氢联产领域，包括深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元，深冷空气分离单元产出气态与液态工业纯氧，气态与液态高纯氮，气态与液态高纯氩。本发明专利技术采用膨胀机带发电机的模式，在空分工艺膨胀制冷环节通过发电机自产电能，实现能源回收，深冷空气分离工艺，质子膜高效制氢工艺，氢液化工艺有机结合在一起，充分利用各工艺对冷量分配，膨胀做功，高效换热，气体回收利用等技术结合，实现更绿色环保节能的综合联产，联产方式可实现各单元间使用统一控制系统进行工艺控制，实现更优化控制方式。方式。方式。

【技术实现步骤摘要】
一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置


[0001]本专利技术涉及领液氧液氮液氩液氢联产域，具体为一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置。

技术介绍

[0002]随着国内工业制造的技术升级，高纯气体的需求逐年增加；传统空分装置能够生产纯度为5N(99.999％)的液氮，液氩产品，但通常不生产纯度为 5N(99.999％)的液氧，液氢产品，本专利技术将结合深冷空分工艺，质子膜水电解制氢工艺，氢气液化工艺，充分利用三个工艺的优势特性，实现合理的低温冷量分配，膨胀做功生产绿色电能，高效质子膜水电解高纯氧气与氢气生产与液化，将传统空分的气体产品从工业纯氧，高纯氮，高纯氩扩展增加电子级高纯氧，与电子级高纯氢两个气体产品。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的是提供一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，以解决液氧液氮液氩液氢生产工作效率低的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，包括深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元，其特征在于：所述深冷空气分离单元产出气态与液态工业纯氧，气态与液态高纯氮，气态与液态高纯氩，所述质子膜水电解制氢单元产出高纯氧，高纯氢，并在高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元产出液态高纯氧，液态高纯氢。
[0005]深冷空气分离单元流程可设计成膨胀制冷带发电机模式，所述膨胀发电单元可生产符合装置生产用电要求的电力；
[0006]所述质子膜水电解单元通过电解水可生产高纯氧气与高纯氢气，所述高纯氧液化单元为质子膜水电解单元生产的高纯氧气通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮进行热交换，气体高纯氧气被液化后作为液体产品送入高纯液氧储槽储存；
[0007]所述氢液化预冷单元为质子膜水电解制氢单元生产的高纯氢气通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮进行热交换，气体高纯氢气经过换热后温度降低至80K～85K；
[0008]所述Claude循环氢气液化单元中，氢气在液化过程中，经过正
‑
仲转换、高压喷射，氢气被液化并送入液氢储槽作为产品储存。
[0009]本专利技术进一步设置为，所述液态高纯氮为高纯氧液化单元和高纯氢氢液化预冷单元提供冷源。
[0010]本专利技术进一步设置为，通过做冷源使用的液态高纯氮经过热交换被复热后的气态高纯氮可送入深冷空气分离单元高纯气氮管道回收利用。
[0011]本专利技术进一步设置为，所述气体高纯氢气经过换热预冷后再送入Claude 循环氢
气液化单元；这所述质子膜水电解制氢单元生产氢气使用的电力可以部分来自所述发电单元的电力。
[0012]综上所述，本专利技术主要具有以下有益效果：
[0013]本专利技术通过深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元和Claude循环氢气液化单元的设置，一个现场同时生产高纯氧氮氩氢产品，可以很好匹配电子工业大宗原料气体品种供应，同时生产的高纯氧氮氩氢产品均有液态产品可外运供应外部市场需求，创造最大经济效益，采用膨胀机带发电机的模式，在空分工艺膨胀制冷环节通过发电机自产电能，实现能源回收，深冷空气分离工艺，质子膜高效制氢工艺，氢液化工艺有机结合在一起，充分利用各工艺对冷量分配，膨胀做功，高效换热，气体回收利用等技术结合，实现更绿色环保节能的综合联产，联产方式可实现各单元间使用统一控制系统进行工艺控制，消除了各单元之间的数据通讯障碍，实现更优化的控制方式。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的工作示意框图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]下面根据本专利技术的整体结构，对其实施例进行说明。
[0017]实施例1
[0018]一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，如图1所示，深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元，深冷空气分离单元产出气态与液态工业纯氧(99.5％)，气态与液态高纯氮(99.999％)，气态与液态高纯氩(99.999％)，其中液态高纯氮(压力30Kpa,温度78K左右)为高纯氧(压力1.0Mpa，温度 298K左右)液化单元，高纯氢(压力1.0Mpa,温度298k左右)氢液化预冷单元提供冷源；
[0019]膨胀发电单元：深冷空气分离单元流程可设计成膨胀制冷带发电机模式，膨胀发电单元可生产符合电网要求的电力，发电单元产生的交流电通过整流稳压设备可为质子膜水电解制氢提供所需直流电源；
[0020]质子膜水电解单元：本单元通过电解水可生产高纯氧气(压力1.0Mpa, 温度298k，纯度99.999％)与高纯氢气(压力1.0Mpa,温度298k，纯度99.999％)。质子膜电解单元具有启动快，电解效率高，安全性高的特点，特别适合用于绿色氢能生产；
[0021]高纯氧液化单元：质子膜水电解单元生产的高纯氧(压力1.0Mpa,温度298k，纯度99.999％)通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮(压力30Kpa,温度78K)进行热交换，气体高纯氧被液化(压力30Kpa,温度88K)后做为液体产品送入高纯液氧储槽储存。气化后的高纯氮气可送入深冷空分高纯气氮管道回收利用；
[0022]氢液化预冷单元：质子膜水电解单元生产的高纯氢(压力1.0Mpa,温度 298k，纯度
99.999％)通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮(压力 30Kpa,温度78k)进行热交换，气体高纯氢经过换热后温度降低至80K～85K，再送入Claude循环氢气液化单元，这样大幅降低了氢液化单元的单位能耗，同时质子膜水电解单元生产氢气使用的电力可以部分来自膨胀发电单元的电力，更好的做到了能源回收利用；
[0023]Claude循环氢气液化单元：在本单元，氢气在液化过程中，经过正
‑
仲转换、高压喷射等一些列工艺流程，氢气被液化(压力0.13Mpa,温度20.15k) 并送入液氢储槽做为产品储存。
[0024]实施例2
[0025]一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，如图1所示，深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元，深冷空气分离单元产出气态与液态工业纯氧(99.5％)，气态与液态高纯氮(99.999％)，气态与液态高纯氩(99.999％)，其中液态高纯氮(压力30Kpa,温度78K左右)为高纯氧(压力2.0Mpa，温度 298K左右)液化单元，高纯氢(压力2.0Mpa,温度298k左右)氢液化预冷单元提供冷源；
[0026]膨胀发电单元：深冷空气分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5N高纯液氧液氮液氩液氢联产装置，包括深冷空气分离单元，膨胀发电单元，质子膜水电解制氢单元，高纯氧液化单元，氢液化预冷单元，Claude循环氢气液化单元，其特征在于：所述深冷空气分离单元产出气态与液态工业纯氧，气态与液态高纯氮，气态与液态高纯氩；深冷空气分离单元流程可设计成膨胀制冷带发电机模式，所述膨胀发电单元可生产符合装置生产用电要求的电力；所述质子膜水电解单元通过电解水可生产高纯氧气与高纯氢气，所述高纯氧液化单元为质子膜水电解单元生产的高纯氧气通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮进行热交换，气体高纯氧气被液化后作为液体产品送入高纯液氧储槽储存；所述氢液化预冷单元为质子膜水电解制氢单元生产的高纯氢气通过高效换热器与来自深冷空气分离单元的液氮进行热交换，气体高纯氢气经过换热后温度降...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞颢，陈震，方敏龙，
申请(专利权)人：深圳市海格金谷工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：