CN108534462A - 一种液氢生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液氢生产线，包括：氢气集装格重装车间、氢气处理车间、液氢储存车间，在氢气处理车间中设置有氢气净化器、氢气过滤器、第一换热器组、第二换热器组、循环氢低压压缩机、循环氢高压压缩机、循环氢净化器、循环氢过滤器、第一循环氢膨胀机组、第二循环氢膨胀机组、氮气压缩机、液氮空预器、液氮储罐、冰机系统、冷箱真空系统、放散装置、电加热器；在液氢储存车间中设置有液氢泵、液氢储罐、液氢装车臂、液氢罐箱、BOGC压缩机、BOG空预器。上述液氢生产线的生产效率高、生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及液氢生产设备领域，具体涉及一种液氢生产线。
背景技术
液氢是由氢气经过降温而得到的液体，是一种无色、无味的高能低温液体燃料。液氢与液氧组成的双组元低温液体推进剂的能量极高，已广泛用于发射通讯卫星、宇宙飞船和航天飞机等运载火箭中。液氢还能与液氟组成高能推进剂。另外，液氢还可用作新能源汽车的燃料。而液氢是氢作为燃料或能量载体的较好的使用和储存方式之一。因此液氢的生产极为重要。但是现有的液氢生产线普遍存在生产效率低、能耗大、生产成本高的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种生产效率高、生产成本低的液氢生产线。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种液氢生产线，其特征在于：包括：氢气集装格重装车间、氢气处理车间、液氢储存车间，氢气集装格重装车间能将生产液氢的原料氢气载入至氢气处理车间，氢气处理车间生产得到的液氢通过输氢管道输送至液氢储存车间，在氢气处理车间中设置有氢气净化器、氢气过滤器、第一换热器组、第二换热器组、循环氢低压压缩机、循环氢高压压缩机、循环氢净化器、循环氢过滤器、第一循环氢膨胀机组、第二循环氢膨胀机组、氮气压缩机、液氮空预器、液氮储罐、冰机系统、冷箱真空系统、放散装置、电加热器；载入的原料氢气首先依次进入氢气净化器和氢气过滤器进行净化和过滤，然后原料氢气进入第一换热器组进行换热冷却，接着原料氢气进入第二换热器组进行换热冷却液化，然后通过输氢管道输送至液氢储存车间；氮循环能为第一换热器组提供冷量，氮循环为：液氮储罐中的液氮进入至第一换热器组进行换热，第一换热器组中出来的氮气进入氮气压缩机进行压缩，接着氮气进入液氮空预器中冷却液化，然后制得的液氮回到液氮储罐，从而完成一个循环；循环氢循环能为第二换热器组提供冷量，循环氢循环为：循环氢依次进入循环氢低压压缩机和循环氢高压压缩机中进行增压，然后循环氢依次进入循环氢净化器和循环氢过滤器进行净化和过滤，接着循环氢进入第一换热器组进行换热冷却液化，然后液化的循环氢进入第二换热器组为第二换热器组提供冷量，未液化的循环氢依次进入第一循环氢膨胀机组和第二循环氢膨胀机组进行节流膨胀而冷却，从第二循环氢膨胀机组出来的循环氢进入第二换热器组为第二换热器组提供冷量，从第二换热器组中出来的循环氢进入第一换热器组中为第一换热器组提供冷量，从第一换热器组中出来的循环氢回到循环氢低压压缩机，从而完成一个循环；放散装置用于氢气处理车间各管路中氢气的紧急排放；电加热器用于加热氢气过滤器和循环氢过滤器中的吸附剂，使得吸附剂再生；冷箱真空系统用于为第一、第二换热器组进行抽真空；冰机系统用于为第一、第二换热器组提供冷量；在液氢储存车间中设置有液氢泵、液氢储罐、液氢装车臂、液氢罐箱、BOGC压缩机、BOG空预器；液氢泵设置于输氢管道上，液氢泵能将液氢输送至液氢储罐中，液氢装车臂能将液氢储罐装入液氢罐箱中，液氢储罐中液氢蒸发得到的蒸发气通过BOGC压缩机输送至BOG空预器中冷却液化，然后再输送回液氢储罐。
进一步的，前述的一种液氢生产线，其中：氢气处理车间设置于氢气集装格重装车间的前方，液氢储存车间设置于氢气处理车间的前方，并且各个车间前后对齐布置。
进一步的，前述的一种液氢生产线，其中：氢气处理车间的平面布局为：循环氢低压压缩机位于车间的左后方，循环氢高压压缩机位于车间的中后方；放散装置、液氮空预器、液氮储罐设置于车间的右侧，其中：放散装置、液氮空预器、液氮储罐从前至后依次放置，并且液氮储罐位于循环氢高压压缩机的右侧；在循环氢高压压缩机前方的车间中划分有六个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域、第六区域，第一区域、第二区域、第三区域从左至右依次排布，第四区域位于第一区域的后方，第五区域位于第二区域的后方，第六区域位于第三区域的后方，在第一区域中放置有第一换热器组、位于第一换热器组右侧的氢气净化器、位于氢气净化器后方的氢气过滤器；在第二区域中放置有循环氢净化器、位于循环氢净化器右侧的第二换热器组、位于循环氢净化器后方的循环氢过滤器；在第三区域中放置有氮气压缩机、位于氮气压缩机后方的第一循环氢膨胀机组；在第四区域中放置有冰机系统；在第五区域中放置有冷箱真空系统和位于冷箱真空系统右侧的电加热器；在第六区域中放置有第二循环氢膨胀机组。
进一步的，前述的一种液氢生产线，其中：液氢储存车间的平面布局为：液氢装车臂位于车间的左后方，液氢罐箱位于液氢装车臂的前方，BOG空预器位于液氢装车臂的右侧，BOGC压缩机位于BOG空预器的右侧，液氢泵位于车间的右后方，液氢储罐位于液氢泵的前方。
本发明的优点为：本发明所述的一种液氢生产线采用氮循环和循环氢循环为系统提供冷量，保证了系统的正常运行，使得液氢生产线在夏天时也能正常工作，从而提高了生产效率；采用循环氢循环后能大大降低液氮的消耗量，降低了能耗，并且循环氢采用液氢吸热蒸发得到蒸发气，使得蒸发气能得到利用，节约了氢气，从而降低了生产成本；另外，车间之间的排布以及各个车间的布局更加合理，从而能大大提高生产线的生产效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种液氢生产线的流程框图。
图2为本发明所述的一种液氢生产线的平面布局图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种液氢生产线，包括：氢气集装格重装车间1、氢气处理车间2、液氢储存车间3，氢气集装格重装车间1能将生产液氢的原料氢气载入至氢气处理车间2，氢气处理车间2生产得到的液氢通过输氢管道输送至液氢储存车间3，在氢气处理车间2中设置有氢气净化器11、氢气过滤器12、第一换热器组13、第二换热器组14、循环氢低压压缩机15、循环氢高压压缩机16、循环氢净化器24、循环氢过滤器25、第一循环氢膨胀机组26、第二循环氢膨胀机组27、氮气压缩机17、液氮空预器18、液氮储罐19、冰机系统21、冷箱真空系统22、放散装置23、电加热器28；载入的原料氢气首先依次进入氢气净化器11和氢气过滤器12进行净化和过滤，然后原料氢气进入第一换热器组13进行换热冷却，接着原料氢气进入第二换热器14组进行换热冷却液化，然后通过输氢管道输送至液氢储存车间3；氮循环能为第一换热器13组提供冷量，氮循环为：液氮储罐19中的液氮进入至第一换热器组13进行换热，第一换热器组13中出来的氮气进入氮气压缩机17进行压缩，接着氮气进入液氮空预器18中冷却液化，然后制得的液氮回到液氮储罐19，从而完成一个循环；循环氢循环能为第二换热器组14提供冷量，循环氢循环为：循环氢依次进入循环氢低压压缩机15和循环氢高压压缩机16中进行增压，然后循环氢依次进入循环氢净化器24和循环氢过滤器25进行净化和过滤，接着循环氢进入第一换热器组13进行换热冷却液化，然后液化的循环氢进入第二换热器组14为第二换热器组14提供冷量，未液化的循环氢依次进入第一循环氢膨胀机组26和第二循环氢膨胀机组27进行节流膨胀而冷却，从第二循环氢膨胀机组27出来的循环氢进入第二换热器组14为第二换热器组14提供冷量，从第二换热器组14中出来的循环氢进入第一换热器组13中为第一换热器组13提供冷量，从第一换热器组13中出来的循环氢回到循环氢低压压缩机15，从而完成一个循环；放散装置23用于氢气处理车间2各管路中氢气的紧急排放；电加热器28用于加热氢气过滤器12和循环氢过滤器25中的吸附剂，使得吸附剂再生；冷箱真空系统22用于为第一、第二换热器组13、14进行抽真空；冰机系统21用于为第一、第二换热器组13、14提供冷量；在液氢储存车间3中设置有液氢泵31、液氢储罐32、液氢装车臂33、液氢罐箱34、BOGC压缩机35、BOG空预器36；液氢泵31设置于输氢管道上，液氢泵31能将液氢输送至液氢储罐32中，液氢装车臂33能将液氢储罐32装入液氢罐箱34中，液氢储罐32中液氢蒸发得到的蒸发气通过BOGC压缩机35输送至BOG空预器36中冷却液化，然后再输送回液氢储罐32。
如图2所示，在本实施例中，氢气处理车间2设置于氢气集装格重装车间1的前方，液氢储存车间3设置于氢气处理车间2的前方，并且各个车间前后对齐布置。
在本实施例中，氢气处理车间2的平面布局为：循环氢低压压缩机15位于车间的左后方，循环氢高压压缩机16位于车间的中后方；放散装置23、液氮空预器18、液氮储罐19设置于车间的右侧，其中：放散装置23、液氮空预器18、液氮储罐19从前至后依次放置，并且液氮储罐19位于循环氢高压压缩机16的右侧；在循环氢高压压缩机16前方的车间中划分有六个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域、第六区域，第一区域、第二区域、第三区域从左至右依次排布，第四区域位于第一区域的后方，第五区域位于第二区域的后方，第六区域位于第三区域的后方，在第一区域中放置有第一换热器组13、位于第一换热器组13右侧的氢气净化器11、位于氢气净化器11后方的氢气过滤器12；在第二区域中放置有循环氢净化器24、位于循环氢净化器24右侧的第二换热器组14、位于循环氢净化器24后方的循环氢过滤器25；在第三区域中放置有氮气压缩机17、位于氮气压缩机17后方的第一循环氢膨胀机组26；在第四区域中放置有冰机系统21；在第五区域中放置有冷箱真空系统22和位于冷箱真空系统22右侧的电加热器28；在第六区域中放置有第二循环氢膨胀机组27。
另外，液氢储存车间3的平面布局为：液氢装车臂33位于车间的左后方，液氢罐箱34位于液氢装车臂33的前方，BOG空预器36位于液氢装车臂33的右侧，BOGC压缩机35位于BOG空预器36的右侧，液氢泵31位于车间的右后方，液氢储罐32位于液氢泵31的前方。
Claims (4)
1.一种液氢生产线，其特征在于：包括：氢气集装格重装车间、氢气处理车间、液氢储存车间，氢气集装格重装车间能将生产液氢的原料氢气载入至氢气处理车间，氢气处理车间生产得到的液氢通过输氢管道输送至液氢储存车间，在氢气处理车间中设置有氢气净化器、氢气过滤器、第一换热器组、第二换热器组、循环氢低压压缩机、循环氢高压压缩机、循环氢净化器、循环氢过滤器、第一循环氢膨胀机组、第二循环氢膨胀机组、氮气压缩机、液氮空预器、液氮储罐、冰机系统、冷箱真空系统、放散装置、电加热器；载入的原料氢气首先依次进入氢气净化器和氢气过滤器进行净化和过滤，然后原料氢气进入第一换热器组进行换热冷却，接着原料氢气进入第二换热器组进行换热冷却液化，然后通过输氢管道输送至液氢储存车间；氮循环能为第一换热器组提供冷量，氮循环为：液氮储罐中的液氮进入至第一换热器组进行换热，第一换热器组中出来的氮气进入氮气压缩机进行压缩，接着氮气进入液氮空预器中冷却液化，然后制得的液氮回到液氮储罐，从而完成一个循环；循环氢循环能为第二换热器组提供冷量，循环氢循环为：循环氢依次进入循环氢低压压缩机和循环氢高压压缩机中进行增压，然后循环氢依次进入循环氢净化器和循环氢过滤器进行净化和过滤，接着循环氢进入第一换热器组进行换热冷却液化，然后液化的循环氢进入第二换热器组为第二换热器组提供冷量，未液化的循环氢依次进入第一循环氢膨胀机组和第二循环氢膨胀机组进行节流膨胀而冷却，从第二循环氢膨胀机组出来的循环氢进入第二换热器组为第二换热器组提供冷量，从第二换热器组中出来的循环氢进入第一换热器组中为第一换热器组提供冷量，从第一换热器组中出来的循环氢回到循环氢低压压缩机，从而完成一个循环；放散装置用于氢气处理车间各管路中氢气的紧急排放；电加热器用于加热氢气过滤器和循环氢过滤器中的吸附剂，使得吸附剂再生；冷箱真空系统用于为第一、第二换热器组进行抽真空；冰机系统用于为第一、第二换热器组提供冷量；在液氢储存车间中设置有液氢泵、液氢储罐、液氢装车臂、液氢罐箱、BOGC压缩机、BOG空预器；液氢泵设置于输氢管道上，液氢泵能将液氢输送至液氢储罐中，液氢装车臂能将液氢储罐装入液氢罐箱中，液氢储罐中液氢蒸发得到的蒸发气通过BOGC压缩机输送至BOG空预器中冷却液化，然后再输送回液氢储罐。
2.根据权利要求1所述的一种液氢生产线，其特征在于：氢气处理车间设置于氢气集装格重装车间的前方，液氢储存车间设置于氢气处理车间的前方，并且各个车间前后对齐布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种液氢生产线，其特征在于：氢气处理车间的平面布局为：循环氢低压压缩机位于车间的左后方，循环氢高压压缩机位于车间的中后方；放散装置、液氮空预器、液氮储罐设置于车间的右侧，其中：放散装置、液氮空预器、液氮储罐从前至后依次放置，并且液氮储罐位于循环氢高压压缩机的右侧；在循环氢高压压缩机前方的车间中划分有六个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域、第六区域，第一区域、第二区域、第三区域从左至右依次排布，第四区域位于第一区域的后方，第五区域位于第二区域的后方，第六区域位于第三区域的后方，在第一区域中放置有第一换热器组、位于第一换热器组右侧的氢气净化器、位于氢气净化器后方的氢气过滤器；在第二区域中放置有循环氢净化器、位于循环氢净化器右侧的第二换热器组、位于循环氢净化器后方的循环氢过滤器；在第三区域中放置有氮气压缩机、位于氮气压缩机后方的第一循环氢膨胀机组；在第四区域中放置有冰机系统；在第五区域中放置有冷箱真空系统和位于冷箱真空系统右侧的电加热器；在第六区域中放置有第二循环氢膨胀机组。
4.根据权利要求1或2所述的一种液氢生产线，其特征在于：液氢储存车间的平面布局为：液氢装车臂位于车间的左后方，液氢罐箱位于液氢装车臂的前方，BOG空预器位于液氢装车臂的右侧，BOGC压缩机位于BOG空预器的右侧，液氢泵位于车间的右后方，液氢储罐位于液氢泵的前方。
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