CN114111215A - 一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置及使用方法，利用来自烷烃脱氢装置、氢气/一氧化碳深冷分离装置、低温液氮洗装置等低温含氢混合气，直接提纯并液化得到高纯度的液氢产品，低温含氢混合气经过低温吸附脱除氢气中的杂质后，进入多级换热器，与低温氦气、液氮换热，实现氢气的逐级冷却最后获得液氢产品。本发明采用低温吸附提纯工艺，较常温吸附具有高吸附容量、低损耗、低能耗的特点。本发明解决了含氢混合气液化工艺复杂以及能耗高问题，具有节能、收率高、投资小、易于调节等优点。

Description

一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置及使用方法，属于氢能源领域。
背景技术
氢能源作为一种新型能源，其具有热值高、绿色无污染等优点。但是目前高压氢气运输的高昂成本和较小输送能力成为氢能大规模应用的一大瓶颈。氢能的大规模应用要需要解决制取、储运和应用等一系列问题，而储运则是氢能应用的关键环节，氢储运主要还是高压氢气和液氢两种方式。采用液氢储运，拥有以下几点优势：（1）液氢储运综合成本更低；（2）液氢储运运量更大；（3）液氢产品纯度更高；（4）液氢加氢充装效率高和成本低。
氢液化装置是液氢生产的主要设备，用于将氢气制冷液化为液体，并进行正仲氢转化，是航空航天、氢能储运等高技术产业的核心技术设备。我国曾自主研发过采用压缩节流的林德-汉普逊循环的氢液化器，但此种液化器采用氢作为制冷工质，运行压力高，安全性较差。本发明采用低温吸附提纯工艺，较常温吸附具有高吸附容量、低损耗、低能耗的特点，解决了含氢混合气液化工艺复杂以及能耗高问题，并且以氦气作为循环制冷介质，具有节能、安全、收率高、投资小、易于调节等优点。
发明内容
本发明提供了一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置及使用方法，主要处理来自烷烃脱氢装置、氢气/一氧化碳深冷分离装置、低温液氮洗装置等的低温含氢混合气，提纯氢气同时液化产出液氢。本发明能够得到高纯度液氢产品，同时解决了低温含氢混合气提纯氢气工艺复杂以及能耗高问题，具有节能、收率高、投资小、易于调节等特点。
本发明通过以下技术手段实现了低温含氢混合气液化制取液氢：一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置，该装置包括真空冷箱，所述真空冷箱内设置有第一低温吸附器、第二低温吸附器、第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器、第四级换热器、一级膨胀机、二级膨胀机，相互之间通过阀门和连接管道连接，其中第二级换热器、第三级换热器、第四级换热器内设置有正仲氢催化剂，在真空冷箱外设置有氦压缩机组和液氢储罐。
作为优选：所述阀门包括低温吸附器调阀组、液氢节流阀、增压氦阀、一级膨胀机入口阀、一级膨胀机出口阀、二级膨胀机进口阀、二级膨胀机出口阀、循环氦阀、液氮阀，所述管道包括第一氢混合气管、第二纯氢气管、第三纯氢气管、第四纯氢气管、第五液氢管、第六液氮管、第七液氮管、第八氮气管、第九增压氦管、第十增压氦管、第十一增压氦管、第十二增压氦管、第十三增压氦管、第十四循环氦管、第十五循环氦管、第十六循环氦管、第十七循环氦管、第十八循环氦管，所述第一氢混合气管是低温含氢原料气进口管道，第一氢混合气管分别与第一低温吸附器和第二低温吸附器连接，第一低温吸附器和第二低温吸附器分别通过第二纯氢气管与第二级换热器的氢气通道连接，第二级换热器氢气通道通过第三纯氢气管与第三级换热器氢气通道连接，第三级换热器氢气通道通过第四纯氢气管与第四级换热器氢气通道连接，第四级换热器氢气通道通过第五液氢管与液氢储罐连接，第五液氢管上设置液氢节流阀。
作为优选：所述第六液氮管为空分设备或储罐的预冷液氮的进入装置，该第六液氮管依次与液氮阀、第二级换热器液氮通道、第七液氮管、第一级换热器液氮通道、第八氮气管连接，构成液氮预冷流路；所述氦压缩机组将循环氦进行增压，氦压缩机组通过第九增压氦管、增压氦阀与第一级换热器增压氦通道连接；第一级换热器增压氦通道通过第十增压氦管与第二级换热器增压氦通道连接；第二级换热器增压氦通道依次通过第十一增压氦管、一级膨胀机入口阀、一级膨胀机、一级膨胀机出口阀、第十二增压氦管与第四级换热器增压氦通道连接；第四级换热器增压氦通道依次通过第十三增压氦管、二级膨胀机进口阀、二级膨胀机、二级膨胀机出口阀、第十四循环氦管与第四级换热器循环氦通道连接；第四级换热器循环氦通道依次与第十五循环氦管、第三级换热器循环氦通道、第十六循环氦管、第二级换热器循环氦通道、第十七循环氦管、第一级换热器循环氦通道、第十八循环氦管、循环氦阀、氦压缩机组进口连接，构成氦气制冷循环。
作为优选：所述低温吸附器调阀组由第一进口阀、第二进口阀、第一出口阀、第二出口阀、第一再生进口阀、第二再生进口阀、第一再生出口阀、第二再生出口阀组成，低温含氢原料气依次通过第一氢混合气管、第一进口阀、第二进口阀、第一低温吸附器、第二低温吸附器、第一出口阀、第二出口阀和第二纯氢气管实现低温氢混合气纯化；其中第一低温吸附器和第二低温吸附器中的一个低温吸附饱和后，切换至另一个低温吸附器继续纯化，吸附饱和的低温吸附器进行再生，再生管路如下：再生气依次经过第十九再生气管、第一再生进口阀、第二再生进口阀、第一低温吸附器、第二低温吸附器、第一再生出口阀、第二再生出口阀、第二十再生气管实现低温吸附器的再生；所述低温吸附器材质为不锈钢或铝材；所用吸附剂包括但不限于活性炭、分子筛、碳分子筛、硅胶、金属氧化物、金属、硅藻土、高分子材料中的一种或几种；该第一低温吸附器和第二低温吸附器均用于脱除低温氢混合气中的碳氢化合物、氮气、氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等杂质，其低温吸附器出口单项杂质含量≤0.1ppm，用于吸附剂再生的再生气为氮气或氢气，再生气温度范围为-20~300℃。
作为优选：所述液氮预冷流路采用液氮预冷、LNG预冷、混合冷剂预冷中的一种或几种。
作为优选：所述氦压缩机组采用喷油螺杆压缩机配套除油系统、无油螺杆压缩机、无油活塞压缩机、离心机或上述两种或多种压缩机组合，所述一级膨胀机和二级膨胀机采用高转速气体轴承膨胀机或磁轴承膨胀机，所述第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器和第四级换热器均采用板翅式换热器。
作为优选：所述正仲氢催化剂用于将正氢转化为仲氢，采用等温催化、绝热催化或连续催化，所述第二级换热器、第三级换热器和第四级换热器氢气通道中均填充正仲氢催化剂或在第二级换热器、第三级换热器和第四级换热器的上游或下游管道上设置正仲氢转化器，在正仲氢转化器中填充正仲氢催化剂。
作为优选：所述液氢储罐采用真空双层绝热，液氢储罐分为内胆和外壳两层，内胆和外壳中间夹层抽真空，液氢储存在内胆中，所述液氢储罐的管道上还设有减压装置，该减压装置可采用节流阀或液氢膨胀机。
作为优选：所述真空冷箱的液氢产品中仲氢含量≥95％。
一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置的使用方法，所述方法采用低温含氢混合气作为原料，混合气经低温吸附纯化后，通过换热器与液氮、循环制冷氦进行热交换，以实现氢气的逐级冷却最终获得液氢产品，其具体步骤包括：
步骤1）:低温含氢混合气直接从烷烃脱氢装置、氢气/一氧化碳深冷分离装置、低温液氮洗装置等低温工艺段引出，进入第一低温吸附器、第二低温吸附器后，经低温吸附纯化后得到纯氢气，循环氦经氦压缩机组增压后获得增压氦，增压氦与液氮以及来自第二级换热器出口的循环氦在第一级换热器中进行换热，实现增压氦的一级预冷；
步骤2）:一级预冷后的增压氦与低温吸附纯化后得到纯氢气分别进入第二级换热器，与液氮以及来自第三级换热器出口的循环氦进行换热，以实现氢气的一级冷却和增压氦的二级冷却；第二级换热器出口的增压氦进入一级膨胀机进行膨胀制冷，实现增压氦的三级冷却；
步骤3）：一级冷却后的氢气进入第三级换热器，与来自第四级换热器出口的循环氦进行换热，以实现氢气的二级冷却；
步骤4）：二级冷却后的氢气和一级膨胀后的增压氦进入第四级换热器，与来自二级膨胀机出口的返流循环氦进行换热，以实现氢气的三级冷却和增压氦的四级冷却；第四级换热器出口的增压氦进入二级膨胀机进行膨胀制冷，二级膨胀机出口的循环氦依次通过第四级换热器、第三级换热器、第二级换热器、第一级换热器，进入氦压缩机组增压，经过三级冷却后的氢气被液化，并经过液氢节流阀节流后进入液氢储罐，获得液氢产品。氢气冷却过程中，正氢不断被正仲氢催化剂转化为仲氢，最终液氢产品中仲氢含量≥95%。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用低温吸附直接对低温含氢混合气进行提纯，较常温吸附具有高吸附容量、低损耗、低能耗的优点，且能够高效脱除常温吸附难以脱除或无法脱除的甲烷、氮气等杂质。
本发明采用液氮对增压氦进行预冷，利用氦气的闭式制冷循环系统为原料氢气提供冷量，克服了氢气液化时高品位低温段需要氢气从而循环消耗大量压缩机功的缺点；
本发明采用膨胀机进行循环氦的膨胀制冷，此类膨胀机构成的氦循环制冷系统，运行平稳、安全可靠、效率高、能耗低，运行中易于实现全自动化；本发明所述的生产液氢的方法实现了不同温度段，不同冷量的合理分配，降低了整个装置的能耗；
本发明在氢气的液化过程中，同时添加正仲氢催化剂以进行正仲氢转化，使得最终制备的液氢产品中仲氢的含量≥95％，有效保证了液氢产品的品质及其储存稳定性；
本发明主要涉及低温氢气纯化液化系统和氦气制冷循环系统，两个系统相对独立，流程简单、操作性强；且本装置采用的动力设备较少，且动力设备的工作介质均为单一介质，便于设备的维护，减少设备故障。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中低温吸附系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：如图1所示，本发明一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置，该装置包括真空冷箱111，所述真空冷箱111内设置有第一低温吸附器101A、第二低温吸附器101B、第一级换热器103、第二级换热器104、第三级换热器105、第四级换热器106、一级膨胀机108、二级膨胀机109，相互之间通过阀门和连接管道连接，其中第二级换热器104、第三级换热器105、第四级换热器106内设置有正仲氢催化剂110，在真空冷箱111外设置有氦压缩机组102和液氢储罐107。
所述阀门包括低温吸附器调阀组、液氢节流阀205、增压氦阀206、一级膨胀机入口阀207、一级膨胀机出口阀208、二级膨胀机进口阀209、二级膨胀机出口阀210、循环氦阀211、液氮阀212，所述管道包括第一氢混合气管1、第二纯氢气管2、第三纯氢气管3、第四纯氢气管4、第五液氢管5、第六液氮管6、第七液氮管7、第八氮气管8、第九增压氦管9、第十增压氦管10、第十一增压氦管11、第十二增压氦管12、第十三增压氦管13、第十四循环氦管14、第十五循环氦管15、第十六循环氦管16、第十七循环氦管17、第十八循环氦管18，所述第一氢混合气管1 是低温含氢原料气进口管道，第一氢混合气管1分别与第一低温吸附器101A和第二低温吸附器101B连接，第一低温吸附器101A和第二低温吸附器101B分别通过第二纯氢气管2与第二级换热器104的氢气通道连接，第二级换热器104氢气通道通过第三纯氢气管3与第三级换热器105氢气通道连接，第三级换热器105氢气通道通过第四纯氢气管4与第四级换热器106氢气通道连接，第四级换热器106氢气通道通过第五液氢管5与液氢储罐107连接，第五液氢管5上设置液氢节流阀205。
所述第六液氮管6为空分设备或储罐的预冷液氮的进入装置，该第六液氮管6依次与液氮阀212、第二级换热器104液氮通道、第七液氮管7、第一级换热器103液氮通道、第八氮气管8连接，构成液氮预冷流路；所述氦压缩机组102将循环氦进行增压，氦压缩机组102通过第九增压氦管9、增压氦阀206与第一级换热器103增压氦通道连接；第一级换热器103增压氦通道通过第十增压氦管10与第二级换热器104 增压氦通道连接；第二级换热器104增压氦通道依次通过第十一增压氦管11、一级膨胀机入口阀207、一级膨胀机108、一级膨胀机出口阀208、第十二增压氦管12与第四级换热器106 增压氦通道连接；第四级换热器106增压氦通道依次通过第十三增压氦管13、二级膨胀机进口阀209、二级膨胀机109、二级膨胀机出口阀210、第十四循环氦管14与第四级换热器106循环氦通道连接；第四级换热器106循环氦通道依次与第十五循环氦管15、第三级换热器105循环氦通道、第十六循环氦管16、第二级换热器104循环氦通道、第十七循环氦管17、第一级换热器103 循环氦通道、第十八循环氦管18、循环氦阀211、氦压缩机组102进口连接，构成氦气制冷循环。
如图2所示，所述低温吸附器调阀组由第一进口阀201A、第二进口阀201B、第一出口阀202A、第二出口阀202B、第一再生进口阀203A、第二再生进口阀203B、第一再生出口阀204A、第二再生出口阀204B组成，低温含氢原料气依次通过第一氢混合气管1、第一进口阀201A、第二进口阀201B、第一低温吸附器101A、第二低温吸附器101B、第一出口阀202A、第二出口阀202B和第二纯氢气管2实现低温氢混合气纯化；其中第一低温吸附器和第二低温吸附器中的一个低温吸附饱和后，切换至另一个低温吸附器继续纯化，吸附饱和的低温吸附器进行再生，再生管路如下：再生气依次经过第十九再生气管19、第一再生进口阀203A、第二再生进口阀203B、第一低温吸附器101A、第二低温吸附器101B、第一再生出口阀204A、第二再生出口阀204B、第二十再生气管20实现低温吸附器的再生；所述低温吸附器材质为不锈钢或铝材；所用吸附剂包括但不限于活性炭、分子筛、碳分子筛、硅胶、金属氧化物、金属、硅藻土、高分子材料中的一种或几种；该第一低温吸附器101A和第二低温吸附器101B均用于脱除低温氢混合气中的碳氢化合物、氮气、氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等杂质，其低温吸附器出口单项杂质含量≤0.1ppm，用于吸附剂再生的再生气为氮气或氢气，再生气温度范围为-20~300℃。
所述液氮预冷流路采用液氮预冷、LNG预冷、混合冷剂预冷中的一种或几种。
所述氦压缩机组102采用喷油螺杆压缩机配套除油系统、无油螺杆压缩机、无油活塞压缩机、离心机或上述两种或多种压缩机组合，所述一级膨胀机108和二级膨胀机109采用高转速气体轴承膨胀机或磁轴承膨胀机，所述第一级换热器103、第二级换热器104、第三级换热器105和第四级换热器106均采用板翅式换热器。
所述正仲氢催化剂110用于将正氢转化为仲氢，采用等温催化、绝热催化或连续催化，所述第二级换热器104、第三级换热器105和第四级换热器106氢气通道中均填充正仲氢催化剂110或在第二级换热器104、第三级换热器105和第四级换热器106的上游或下游管道上设置正仲氢转化器，在正仲氢转化器中填充正仲氢催化剂110。
所述液氢储罐107采用真空双层绝热，液氢储罐107分为内胆和外壳两层，内胆和外壳中间夹层抽真空，液氢储存在内胆中，所述液氢储罐107的管道上还设有减压装置，该减压装置可采用节流阀或液氢膨胀机。所述真空冷箱111的液氢产品中仲氢含量≥95％。
一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置的使用方法，所述方法采用低温含氢混合气作为原料，混合气经低温吸附纯化后，通过换热器与液氮、循环制冷氦进行热交换，以实现氢气的逐级冷却最终获得液氢产品，其具体步骤包括：
步骤1）:低温含氢混合气直接从烷烃脱氢装置、氢气/一氧化碳深冷分离装置、低温液氮洗装置等低温工艺段引出，进入第一低温吸附器101A、第二低温吸附器101B后，经低温吸附纯化后得到纯氢气，循环氦经氦压缩机组102增压后获得增压氦，增压氦与液氮以及来自第二级换热器104出口的循环氦在第一级换热器103中进行换热，实现增压氦的一级预冷；
步骤2）:一级预冷后的增压氦与低温吸附纯化后得到纯氢气分别进入第二级换热器104，与液氮以及来自第三级换热器105出口的循环氦进行换热，以实现氢气的一级冷却和增压氦的二级冷却；第二级换热器104出口的增压氦进入一级膨胀机108进行膨胀制冷，实现增压氦的三级冷却；
步骤3）：一级冷却后的氢气进入第三级换热器105，与来自第四级换热器106出口的循环氦进行换热，以实现氢气的二级冷却；
步骤4）：二级冷却后的氢气和一级膨胀后的增压氦进入第四级换热器106，与来自二级膨胀机109出口的返流循环氦进行换热，以实现氢气的三级冷却和增压氦的四级冷却；第四级换热器106出口的增压氦进入二级膨胀机109进行膨胀制冷，二级膨胀机109 出口的循环氦依次通过第四级换热器106、第三级换热器105、第二级换热器104、第一级换热器103，进入氦压缩机组102增压。经过三级冷却后的氢气被液化，并经过液氢节流阀205节流后进入液氢储罐107，获得液氢产品。氢气冷却过程中，正氢不断被正仲氢催化剂110转化为仲氢，最终液氢产品中仲氢含量≥95%。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置，该装置包括真空冷箱（111），其特征在于：所述真空冷箱（111）内设置有第一低温吸附器（101A）、第二低温吸附器（101B）、第一级换热器（103）、第二级换热器（104）、第三级换热器（105）、第四级换热器（106）、一级膨胀机（108）、二级膨胀机（109），相互之间通过阀门和连接管道连接，其中第二级换热器（104）、第三级换热器（105）、第四级换热器（106）内设置有正仲氢催化剂（110），在真空冷箱（111）外设置有氦压缩机组（102）和液氢储罐（107）。
2.根据权利要求1所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述阀门包括低温吸附器调阀组、液氢节流阀（205）、增压氦阀（206）、一级膨胀机入口阀（207）、一级膨胀机出口阀（208）、二级膨胀机进口阀（209）、二级膨胀机出口阀（210）、循环氦阀（211）、液氮阀（212），所述管道包括第一氢混合气管（1）、第二纯氢气管（2）、第三纯氢气管（3）、第四纯氢气管（4）、第五液氢管（5）、第六液氮管（6）、第七液氮管（7）、第八氮气管（8）、第九增压氦管（9）、第十增压氦管（10）、第十一增压氦管（11）、第十二增压氦管（12）、第十三增压氦管（13）、第十四循环氦管（14）、第十五循环氦管（15）、第十六循环氦管（16）、第十七循环氦管（17）、第十八循环氦管（18），所述第一氢混合气管（1） 是低温含氢原料气进口管道，第一氢混合气管（1）分别与第一低温吸附器（101A）和第二低温吸附器（101B）连接，第一低温吸附器（101A）和第二低温吸附器（101B）分别通过第二纯氢气管（2）与第二级换热器（104）的氢气通道连接，第二级换热器（104）氢气通道通过第三纯氢气管（3）与第三级换热器（105）氢气通道连接，第三级换热器（105）氢气通道通过第四纯氢气管（4）与第四级换热器（106）氢气通道连接，第四级换热器（106）氢气通道通过第五液氢管（5）与液氢储罐（107）连接，第五液氢管（5）上设置液氢节流阀（205）。
3.根据权利要求2所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述第六液氮管（6）为空分设备或储罐的预冷液氮的进入装置，该第六液氮管（6）依次与液氮阀（212）、第二级换热器（104）液氮通道、第七液氮管（7）、第一级换热器（103）液氮通道、第八氮气管（8）连接，构成液氮预冷流路；所述氦压缩机组（102）将循环氦进行增压，氦压缩机组（102）通过第九增压氦管（9）、增压氦阀（206）与第一级换热器（103）增压氦通道连接；第一级换热器（103） 增压氦通道通过第十增压氦管（10）与第二级换热器（104） 增压氦通道连接；第二级换热器（104） 增压氦通道依次通过第十一增压氦管（11）、一级膨胀机入口阀（207）、一级膨胀机（108）、一级膨胀机出口阀（208）、第十二增压氦管（12）与第四级换热器（106） 增压氦通道连接；第四级换热器（106） 增压氦通道依次通过第十三增压氦管（13）、二级膨胀机进口阀（209）、二级膨胀机（109）、二级膨胀机出口阀（210）、第十四循环氦管（14）与第四级换热器（106）循环氦通道连接；第四级换热器（106）循环氦通道依次与第十五循环氦管（15）、第三级换热器（105）循环氦通道、第十六循环氦管（16）、第二级换热器（104）循环氦通道、第十七循环氦管（17）、第一级换热器（103） 循环氦通道、第十八循环氦管（18）、循环氦阀（211）、氦压缩机组（102）进口连接，构成氦气制冷循环。
4.根据权利要求2所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述低温吸附器调阀组由第一进口阀（201A）、第二进口阀（201B）、第一出口阀（202A）、第二出口阀（202B）、第一再生进口阀（203A）、第二再生进口阀（203B）、第一再生出口阀（204A）、第二再生出口阀（204B）组成，低温含氢原料气依次通过第一氢混合气管（1）、第一进口阀（201A）、第二进口阀（201B）、第一低温吸附器（101A）、第二低温吸附器（101B）、第一出口阀（202A）、第二出口阀（202B）和第二纯氢气管（2）实现低温氢混合气纯化；其中第一低温吸附器和第二低温吸附器中的一个低温吸附饱和后，切换至另一个低温吸附器继续纯化，吸附饱和的低温吸附器进行再生，再生管路如下：再生气依次经过第十九再生气管（19）、第一再生进口阀（203A）、第二再生进口阀（203B）、第一低温吸附器（101A）、第二低温吸附器（101B）、第一再生出口阀（204A）、第二再生出口阀（204B）、第二十再生气管（20）实现低温吸附器的再生；所述低温吸附器材质为不锈钢或铝材；所用吸附剂包括但不限于活性炭、分子筛、碳分子筛、硅胶、金属氧化物、金属、硅藻土、高分子材料中的一种或几种；该第一低温吸附器（101A）和第二低温吸附器（101B）均用于脱除低温氢混合气中的碳氢化合物、氮气、氧气、水、二氧化碳、一氧化碳杂质，其低温吸附器出口单项杂质含量≤0.1ppm，用于吸附剂再生的再生气为氮气或氢气，再生气温度范围为-20~300℃。
5.根据权利要求3所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述液氮预冷流路采用液氮预冷、LNG预冷、混合冷剂预冷中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述氦压缩机组（102）采用喷油螺杆压缩机配套除油系统、无油螺杆压缩机、无油活塞压缩机、离心机或上述两种或多种压缩机组合，所述一级膨胀机（108）和二级膨胀机（109）采用高转速气体轴承膨胀机或磁轴承膨胀机，所述第一级换热器（103）、第二级换热器（104）、第三级换热器（105）和第四级换热器（106）均采用板翅式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述正仲氢催化剂（110）用于将正氢转化为仲氢，采用等温催化、绝热催化或连续催化，所述第二级换热器（104）、第三级换热器（105）和第四级换热器（106）氢气通道中均填充正仲氢催化剂（110）或在第二级换热器（104）、第三级换热器（105）和第四级换热器（106）的上游或下游管道上设置正仲氢转化器，在正仲氢转化器中填充正仲氢催化剂（110）。
8.根据权利要求1所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述液氢储罐（107）采用真空双层绝热，液氢储罐（107）分为内胆和外壳两层，内胆和外壳中间夹层抽真空，液氢储存在内胆中，所述液氢储罐（107）的管道上还设有减压装置，该减压装置可采用节流阀或液氢膨胀机。
9.根据权利要求1所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置，其特征在于：所述真空冷箱（111）的液氢产品中仲氢含量≥95％。
10.根据权利要求1-9任意一项权利要求所述的利用低温含氢混合气制取液氢的装置的使用方法，其特征在于：所述方法采用低温含氢混合气作为原料，混合气经低温吸附纯化后，通过换热器与液氮、循环制冷氦进行热交换，以实现氢气的逐级冷却最终获得液氢产品，其具体步骤包括：
步骤1）:低温含氢混合气直接从烷烃脱氢装置、氢气/一氧化碳深冷分离装置、低温液氮洗装置低温工艺段引出，进入第一低温吸附器（101A）、第二低温吸附器（101B）后，经低温吸附纯化后得到纯氢气，循环氦经氦压缩机组（102）增压后获得增压氦，增压氦与液氮以及来自第二级换热器（104）出口的循环氦在第一级换热器（103）中进行换热，实现增压氦的一级预冷；
步骤2）:一级预冷后的增压氦与低温吸附纯化后得到纯氢气分别进入第二级换热器（104），与液氮以及来自第三级换热器（105）出口的循环氦进行换热，以实现氢气的一级冷却和增压氦的二级冷却；第二级换热器（104）出口的增压氦进入一级膨胀机（108）进行膨胀制冷，实现增压氦的三级冷却；
步骤3）：一级冷却后的氢气进入第三级换热器（105），与来自第四级换热器（106）出口的循环氦进行换热，以实现氢气的二级冷却；
步骤4）：二级冷却后的氢气和一级膨胀后的增压氦进入第四级换热器（106），与来自二级膨胀机（109）出口的返流循环氦进行换热，以实现氢气的三级冷却和增压氦的四级冷却；第四级换热器（106）出口的增压氦进入二级膨胀机（109）进行膨胀制冷，二级膨胀机（109）出口的循环氦依次通过第四级换热器（106）、第三级换热器（105）、第二级换热器（104）、第一级换热器（103），进入氦压缩机组（102）增压，经过三级冷却后的氢气被液化，并经过液氢节流阀（205）节流后进入液氢储罐（107），获得液氢产品，氢气冷却过程中，正氢不断被正仲氢催化剂（110）转化为仲氢，最终液氢产品中仲氢含量≥95%。
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