FR3127137A1 - Dispositif et procédé destinés à la récupération d'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température - Google Patents

Dispositif et procédé destinés à la récupération d'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température Download PDF

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Xudong Peng
Ling Li
Lei Yao
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Dongdong ZHAO
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Abstract

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DESTINÉS À LA RÉCUPÉRATION D'OXYGÈNE COMME SOUS-PRODUIT PROVENANT DE LA PRODUCTION D'HYDROGÈNE PAR ÉLECTROLYSE DE L'EAU À L'AIDE D'UN PROCÉDÉ À BASSE TEMPÉRATURE La présente invention concerne un dispositif et un procédé destinés à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température, résolvant le problème des déchets de l'oxygène comme sous-produit dans le système de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau. Le dispositif selon la présente invention comprend un système de clarification de l'oxygène, un système de mise en pression et d'échange de chaleur et un système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation. Le procédé de récupération selon la présente invention comprend les étapes suivantes : tout d'abord, la clarification et la purification de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau servent à éliminer l'hydrogène, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, l'eau et d'autres impuretés présentes dans l'oxygène ; puis, la liquéfaction, la mise en pression et l'échange de chaleur de l'oxygène pur pour obtenir l'oxygène produit et l'oxygène liquide à la pression requise. Dans l'ensemble du processus, la capacité de refroidissement est assurée par le système de réfrigération par expansion du gaz de circulation. Le système selon la présente invention est fortement couplé l'un à l'autre, approprié pour la récupération de l'oxygène comme sous-produit sous différentes conditions de pression, présente une large gamme d'application et peut récupérer efficacement l'oxygène, améliorer l'avantage global de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau verte, réduire le coût de préparation de l'hydrogène vert et atteindre les objectifs de sécurité, de haute efficacité et d'économie d'énergie.

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DESTINÉS À LA RÉCUPÉRATION D'OXYGÈNE COMME SOUS-PRODUIT PROVENANT DE LA PRODUCTION D'HYDROGÈNE PAR ÉLECTROLYSE DE L'EAU À L'AIDE D'UN PROCÉDÉ À BASSE TEMPÉRATURE
La présente invention concerne la technologie de séparation des gaz, en particulier un dispositif et un procédé destinés à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température qui appartient au domaine technique de la production d'hydrogène et de la production d'oxygène.
HISTORIQUE
En tant qu'énergie propre, l'énergie associée à l'hydrogène vert est de plus en plus utilisée sur le marché. Les ressources en électricité verte générées par la production d'électricité à l'aide du vent, de la lumière, de l'eau et d'autres sources d'énergie renouvelable sont combinées à un projet d'électrolyse de l'eau verte pour produire de l'hydrogène vert qui est un procédé comportant de bonnes perspectives de développement. Lorsque l'hydrogène est produit par eau électrolysée, l'oxygène comme sous-produit de la cathode est souvent directement déversé, ce qui n'est ni sûr ni économique. La récupération et l'utilisation rationnelle de l'oxygène comme sous-produit de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau d'une manière respectueuse de l'environnement sont un problème urgent à résoudre dans le procédé de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau, qui est propice à l'utilisation économique et à la popularisation de la technologie de l'hydrogène vert.
L'utilisation d'un dispositif de séparation cryogénique de l'air pour produire de l'oxygène à haute pression et de l'oxygène liquide est le procédé le plus courant sur le marché actuellement et c'est aussi le procédé le plus économique. Malgré cela, la performance du produit de la norme JB/T 8693-2015 « Dispositif de séparation de l'air de grande et moyenne taille » (Large and Medium-sized Air Separation Device) 5,3 exige que la consommation unitaire de production d'oxygène avec une pression d'oxygène non supérieure à 3,0 MPaG spécifiée dans les paramètres de performance de base soit comprise entre 0,599 et 0,65 kWh/m3.
Par conséquent, un procédé sûr et efficace et un dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température sont conçus, de manière à convertir les déchets et l'oxygène comme sous-produit déversé de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau en oxygène à haute pression ou en oxygène liquide requis par d'autres dispositifs des utilisateurs, à transformer les déchets en richesse, à réduire considérablement la consommation unitaire de la production d'oxygène à haute pression et d'oxygène liquide requis par les utilisateurs et à réduire l'émission globale de carbone des utilisateurs, ce qui est devenu un problème urgent à résoudre par l'homme du métier.
SOMMAIRE
Le problème technique à résoudre par la présente invention est de fournir un dispositif et un procédé destinés à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température, en résolvant le problème des déchets de l'oxygène comme sous-produit dans le procédé de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau et en réduisant en même temps les émissions globales de carbone des utilisateurs et en atteignant l'objectif de haute efficacité et d'économie d'énergie. Afin d'atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention utilise les technologies suivantes.
La présente invention concerne un dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température, dans lequel le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau comprend un système de clarification de l'oxygène, un système de mise en pression et d'échange de chaleur et un système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation ; le système de clarification de l'oxygène comprend un autosurchauffeur d'oxygène, un réchauffeur d'oxygène, un purificateur d'oxygène, une unité de refroidissement de l'eau, un clarificateur d'oxygène, une vanne et une section de tuyau droit à travers laquelle divers dispositifs sont tous raccordés pour obtenir de l'oxygène pur, dans lequel l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène d'un système de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène d'un réchauffeur d'oxygène, l'extrémité de sortie d'oxygène du réchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du purificateur d'oxygène, l'extrémité de sortie d'oxygène purifié du purificateur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du clarificateur d'oxygène et l'oxygène clarifié à l'extrémité de sortie du clarificateur d'oxygène est envoyé au système de mise en pression et d'échange de chaleur au moyen d'une canalisation.
De préférence, le système de mise en pression et d'échange de chaleur comprend un échangeur de chaleur à plaques, une boîte froide et une pompe à oxygène liquide à basse température, le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation comprend un système de compression du gaz et un système de réfrigération par expansion ; le système de compression comprend un surpresseur de gaz destiné à obtenir le gaz comprimé ; et le système de réfrigération par expansion comprend au moins un turbodétendeur du surpresseur, une extrémité de mise en pression du détendeur, un refroidisseur et une extrémité d'expansion du détendeur.
De préférence, le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation est fortement couplé au système de mise en pression et d'échange de chaleur, un flux de gaz de circulation est introduit dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation depuis l'extérieur, l'échangeur de chaleur à plaques est pourvu de trois canaux d'écoulement positif et de trois canaux d'écoulement inverse, les trois canaux d'écoulement positif comprennent un canal d'oxygène clarifié, un canal de gaz sous pression et un canal de gaz d'expansion sous pression, respectivement, les trois canaux d'écoulement inverse comprennent un canal de produit d'oxygène à haute pression, un canal de récupération du gaz d'étranglement et un canal de récupération du gaz d'expansion, respectivement, l'extrémité d'entrée du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène du clarificateur d'oxygène, l'extrémité de sortie du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée de la pompe à oxygène liquide ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie d'un post-refroidisseur à l'extrémité de compression du turbodétendeur du surpresseur, l'extrémité de sortie du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée d'une vanne d'étranglement ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à une section de l'extrémité de sortie d'un compresseur de circulation, l'extrémité de sortie du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée de l'extrémité d'expansion du détendeur ; l'extrémité d'entrée du canal de produit d'oxygène à haute pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de la pompe à oxygène liquide, l'extrémité de sortie du canal de produit d'oxygène de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à la canalisation de sortie du produit d'oxygène à haute pression ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de la vanne d'étranglement, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de l'extrémité d'expansion du détendeur, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation, l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation est raccordée aux extrémités de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement et du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques, une section de l'extrémité de sortie du compresseur de circulation est raccordée à l'extrémité d'entrée du gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques, l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation est raccordée à l'extrémité de mise en pression du détendeur, l'extrémité d'entrée de l'extrémité de mise en pression du détendeur est raccordée à l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation et l'extrémité de sortie de l'extrémité de mise en pression du détendeur est raccordée à l'extrémité d'entrée du refroidisseur.
De préférence, le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est également capable de produire des produits d'oxygène liquide, lors de la collecte des produits, la pompe à oxygène liquide est utilisée pour pressuriser l'oxygène liquide en oxygène liquide à haute pression, le gaz de circulation est utilisé pour pressuriser et échanger de la chaleur et l'oxygène liquide à haute pression est gazéifié en oxygène à haute pression.
De préférence, le gaz de circulation dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation est une parmi ou une combinaison de plusieurs gaz parmi l'azote, l'air, l'argon ou d'autres gaz adaptés à la circulation.
Un procédé du dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température est fourni, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
étape 1 : l'oxygène comme sous-produit provenant du dispositif de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau entre dans l'autosurchauffeur d'oxygène, est préchauffé à une certaine température, entre directement dans le clarificateur d'oxygène au moyen d'une canalisation lorsque la température satisfait à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène et entre d'abord dans un réchauffeur d'oxygène lorsque la température de l'autosurchauffeur d'oxygène ne satisfait pas à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène, puis entre dans le clarificateur d'oxygène après avoir été chauffé ; l'oxygène chauffé subit une réaction chimique dans le clarificateur d'oxygène, convertit l'impureté H2de l'oxygène en H2O et convertit le CO en CO2; après la réaction, l'oxygène entre dans l'extrémité chaude de l'autosurchauffeur d'oxygène, échange de la chaleur avec l'oxygène comme sous-produit du dispositif de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau pour réduire la température et continue à réduire la température après avoir été refroidi par une unité de refroidissement, l'eau condensée au fond est drainée directement dans ce processus et le gaz refroidi entre dans le purificateur d'oxygène pour éliminer les impuretés de l'oxygène ;
étape 2, l'oxygène purifié entre dans un échangeur de chaleur à plaques et échange de la chaleur avec l'argon expansé du reflux dans l'échangeur de chaleur, de manière à ce que l'oxygène soit refroidi à l'état liquide pour obtenir de l'oxygène liquide, qui est divisé en deux flux, dans lesquels un flux de liquide est collecté directement à partir d'une boîte froide pour obtenir des produits d'oxygène liquide ; le flux de liquide augmente la pression de l'oxygène liquide par la pompe à oxygène liquide et est ensuite envoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour un échange de chaleur afin d'obtenir de l'oxygène sous pression ;
étape 3 : un flux d'argon de circulation supplémentaire est mélangé à l'argon expansé refluant de l'échangeur de chaleur à plaques, entre dans le compresseur de gaz pour la compression et est divisé en deux parties après mise en pression, une partie de l'argon sous-pression pompée depuis le milieu du surpresseur est envoyée à l'échangeur de chaleur à plaques et est pompée et envoyée au détendeur pour expansion après avoir été refroidie à une certaine température au milieu par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et l'argon renvoyé est réchauffé et ensuite évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation ; l'autre partie de l'argon est pompée depuis l'extrémité de sortie du dernier étage du surpresseur et envoyée à l'extrémité de mise en pression du détendeur pour une mise en pression et un refroidissement supplémentaires, l'argon de circulation sous pression et refroidi entre dans l'échangeur de chaleur à plaques pour gazéifier l'oxygène liquide à haute pression comme source de chaleur à haute pression, après avoir été refroidi par l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon de circulation à haute pression est évacué depuis l'échangeur de chaleur à plaques et retourne par étranglement vers l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et le fluide d'étranglement est réchauffé puis évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation.
De préférence, le composant actif du catalyseur utilisé dans le clarificateur d'oxygène est un ou plusieurs parmi les éléments suivants : palladium, platine, cérium et leurs oxydes.
De préférence, les agents de purification utilisés dans le purificateur d'oxygène sont l'alumine et le tamis moléculaire ; et le mode de remplissage du catalyseur est l'emballage structuré.
La présente invention présente les effets bénéfiques suivants.
La présente invention est destinée à la récupération de l'oxygène comme sous-produit de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau et convertit l'oxygène comme sous-produit de déchets de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau en oxygène liquide et en oxygène à haute pression de valeur commerciale à l'aide d'un procédé sûr à basse température. La forme du processus de la présente invention est raisonnablement organisée. L'adaptation raisonnable du détendeur et du surpresseur réduit la différence de température maximale d'échange de chaleur, réduit le réchauffement, compense la perte de froid et permet une liquéfaction sûre et efficace de l'oxygène et une gazéification de l'oxygène liquide à haute pression. Selon la présente invention, le produit d'oxygène liquide peut être obtenu directement par l'échangeur de chaleur et le produit d'oxygène sous pression obtenu par échange de chaleur après que l'oxygène liquide est mis en pression par la pompe à oxygène liquide présente une pression élevée. Le gaz de réfrigération d'expansion utilisé dans la présente invention peut être recyclé, ce qui est économe en énergie et respectueux de l'environnement. Selon la présente invention, l'oxygène comme sous-produit de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau est transformé en richesse et est livré aux utilisateurs d'oxygène à haute pression. La consommation d'énergie de l'oxygène gazeux à haute pression par unité de production ne dépasse pas 0,13 kWh/m3, ce qui est bien inférieure à la consommation unitaire de l'oxygène à haute pression produit par le procédé classique de distillation à basse température, réduisant ainsi les émissions de carbone et réalisant une situation gagnant-gagnant entre les avantages économiques de l'entreprise et les avantages environnementaux.
DESCRIPTION BRÈVE DES DESSINS
est un diagramme schématique de la présente invention.
est un diagramme schématique d'un premier exemple modifié de la présente invention.
est un diagramme schématique d'un deuxième exemple modifié de la présente invention.
est un diagramme schématique d'un troisième exemple modifié de la présente invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION
La présente invention sera décrite en détail en référence aux dessins d'accompagnement ci-après. Comme cela est représenté sur les figures 1 à 4, un dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température, dans lequel le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau comprend un système de clarification de l'oxygène, un système de mise en pression et d'échange de chaleur et un système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation ; le système de clarification de l'oxygène comprend un autosurchauffeur d'oxygène 1, un réchauffeur d'oxygène 2, un purificateur d'oxygène 3, une unité de refroidissement de l'eau 4, un clarificateur d'oxygène 6, une vanne et une section de tuyau droit à travers laquelle divers dispositifs sont tous raccordés pour obtenir de l'oxygène pur, dans lequel l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène 1 est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène d'un système de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène 1 est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène d'un réchauffeur d'oxygène 2, l'extrémité de sortie d'oxygène du réchauffeur d'oxygène 2 est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du purificateur d'oxygène 3, l'extrémité de sortie d'oxygène purifié du purificateur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau 4, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau 4 est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du clarificateur d'oxygène 6 et l'oxygène clarifié à l'extrémité de sortie du clarificateur d'oxygène 6 est envoyé au système de mise en pression et d'échange de chaleur au moyen d'une canalisation.
Le système de mise en pression et d'échange de chaleur comprend un échangeur de chaleur à plaques 8, une boîte froide et une pompe à oxygène liquide 12 à basse température, le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation comprend un système de compression du gaz et un système de réfrigération par expansion ; le système de compression comprend un surpresseur de gaz 7 destiné à obtenir le gaz comprimé ; et le système de réfrigération par expansion comprend au moins un turbodétendeur du surpresseur, une extrémité de mise en pression 9 du détendeur, un refroidisseur 10 et une extrémité d'expansion 11 du détendeur.
Le système de réfrigération par compression et expansion de gaz de circulation est fortement couplé au système de mise en pression et d'échange de chaleur, un flux de gaz de circulation est introduit dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation depuis l'extérieur, l'échangeur de chaleur à plaques 8 est pourvu de trois canaux d'écoulement positif et de trois canaux d'écoulement inverse, les trois canaux d'écoulement positif comprennent un canal d'oxygène clarifié, un canal de gaz sous pression et un canal de gaz d'expansion sous pression, respectivement, les trois canaux d'écoulement inverse comprennent un canal de produit d'oxygène à haute pression, un canal de récupération du gaz d'étranglement et un canal de récupération du gaz d'expansion, respectivement, l'extrémité d'entrée du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène du clarificateur d'oxygène 6, l'extrémité de sortie du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité d'entrée de la pompe à oxygène liquide 12 ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité de sortie d'un post-refroidisseur 10 à l'extrémité de compression 9 du turbodétendeur du surpresseur, l'extrémité de sortie du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité d'entrée d'une vanne d'étranglement V4 ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à une section de l'extrémité de sortie d'un compresseur de circulation 7, l'extrémité de sortie du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité d'entrée de l'extrémité d'expansion 11 du détendeur ; l'extrémité d'entrée du canal de produit d'oxygène à haute pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité de sortie de la pompe à oxygène liquide 12, l'extrémité de sortie du canal de produit d'oxygène de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à la canalisation de sortie du produit d'oxygène à haute pression ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité de sortie de la vanne d'étranglement V4, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation 7 ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité de sortie de l'extrémité d'expansion 11 du détendeur, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation 7, l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation 7 est raccordée aux extrémités de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement et du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques 8, une section de l'extrémité de sortie du compresseur de circulation 7 est raccordée à l'extrémité d'entrée du gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques 8, l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation 7 est raccordée à l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur, l'extrémité d'entrée de l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur est raccordée à l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation 7 et l'extrémité de sortie de l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur est raccordée à l'extrémité d'entrée du refroidisseur 10.
Le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est également capable de produire des produits d'oxygène liquide, lors de la collecte des produits, la pompe à oxygène liquide est utilisée pour pressuriser l'oxygène liquide en oxygène liquide à haute pression, le gaz de circulation est utilisé pour pressuriser et échanger de la chaleur et l'oxygène liquide à haute pression est gazéifié en oxygène à haute pression.
Le gaz de circulation dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation est une parmi ou une combinaison de plusieurs gaz parmi l'azote, l'air, l'argon ou d'autres gaz adaptés à la circulation.
Un procédé du dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température est fourni, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
étape 1 : l'oxygène comme sous-produit provenant du dispositif de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau entre dans l'autosurchauffeur d'oxygène, est préchauffé à une certaine température, entre directement dans le clarificateur d'oxygène au moyen d'une canalisation lorsque la température satisfait à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène et entre d'abord dans un réchauffeur d'oxygène lorsque la température de l'autosurchauffeur d'oxygène ne satisfait pas à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène, puis entre dans le clarificateur d'oxygène après avoir été chauffé ; l'oxygène chauffé subit une réaction chimique dans le clarificateur d'oxygène, convertit l'impureté H2de l'oxygène en H2O et convertit le CO en CO2; après la réaction, l'oxygène entre dans l'extrémité chaude de l'autosurchauffeur d'oxygène, échange de la chaleur avec l'oxygène comme sous-produit du dispositif de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau pour réduire la température et continue à réduire la température après avoir été refroidi par une unité de refroidissement, l'eau condensée au fond est drainée directement dans ce processus et le gaz refroidi entre dans le purificateur d'oxygène pour éliminer les impuretés de l'oxygène ;
étape 2, l'oxygène purifié entre dans un échangeur de chaleur à plaques et échange de la chaleur avec l'argon expansé du reflux dans l'échangeur de chaleur, de manière à ce que l'oxygène soit refroidi à l'état liquide pour obtenir de l'oxygène liquide, qui est divisé en deux flux, dans lesquels un flux de liquide est collecté directement à partir d'une boîte froide pour obtenir des produits d'oxygène liquide ; le flux de liquide augmente la pression de l'oxygène liquide par la pompe à oxygène liquide et est ensuite envoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour un échange de chaleur afin d'obtenir de l'oxygène sous pression ;
étape 3 : un flux d'argon de circulation supplémentaire est mélangé à l'argon expansé refluant de l'échangeur de chaleur à plaques, entre dans le compresseur de gaz pour la compression et est divisé en deux parties après mise en pression, une partie de l'argon sous-pression pompée depuis le milieu du surpresseur est envoyée à l'échangeur de chaleur à plaques et est pompée et envoyée au détendeur pour expansion après avoir été refroidie à une certaine température au milieu par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et l'argon renvoyé est réchauffé et ensuite évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation ; l'autre partie de l'argon est pompée depuis l'extrémité de sortie du dernier étage du surpresseur et envoyée à l'extrémité de mise en pression du détendeur pour une mise en pression et un refroidissement supplémentaires, l'argon de circulation sous pression et refroidi entre dans l'échangeur de chaleur à plaques pour gazéifier l'oxygène liquide à haute pression comme source de chaleur à haute pression, après avoir été refroidi par l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon de circulation à haute pression est évacué depuis l'échangeur de chaleur à plaques et retourne par étranglement vers l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et le fluide d'étranglement est réchauffé puis évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation.
Le composant actif du catalyseur utilisé dans le clarificateur d'oxygène est un ou plusieurs parmi les éléments suivants : palladium, platine, cérium et leurs oxydes. Les agents de purification utilisés dans le purificateur d'oxygène sont l'alumine et le tamis moléculaire ; et le mode de remplissage du catalyseur est l'emballage structuré.
Mode de réalisation spécifique
montre un dispositif sûr et efficace destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau par un procédé à basse température utilisant un processus de mise en pression en deux étages et une unique expansion.
L'oxygène comme sous-produit avec une pression d'environ 1,6 MPaG provenant du système de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau entre d'abord dans le système de purification de l'oxygène. Dans le système de purification de l'oxygène, l'oxygène fait d'abord réagir les impuretés telles que H2et CO en H2O et CO2dans le purificateur d'oxygène 3 ; H2O et CO2et les substances similaires présentes dans l'oxygène sont ensuite absorbées dans le clarificateur d'oxygène 6, et la teneur en H2O et CO2dans l'oxygène évacué du clarificateur d'oxygène 6 n'est pas supérieure à 1 ppm ; l'oxygène purifié continue à être envoyé dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est refroidi à l'état liquide par le fluide froid refluant dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 ; une partie de l'oxygène liquide est ensuite envoyée à la pompe à oxygène liquide 12 et est mise en pression en oxygène liquide à haute pression de 8,7 MPaG par la pompe à oxygène liquide 12 ; l'oxygène liquide à haute pression mis sous pression par la pompe à oxygène liquide continue à refluer vers l'échangeur de chaleur à plaques 8 et s'écoule hors de la limite après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est envoyé vers le réseau de tuyaux de l'utilisateur.
Le gaz de circulation est divisé en deux parties après avoir été mis en pression par le compresseur de circulation d'argon 7.
Une partie du gaz de circulation est pompée depuis une section du compresseur de circulation d'argon 7. L'argon comportant une pression d'environ 3,5 MPaG entre directement dans l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8. Après avoir été refroidi à environ 172 °K par l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon est pompé et envoyé à l'extrémité d'expansion 11 du détendeur pour expansion. Le fluide expansé à environ 1,6 MPaG est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 comme source de froid, réchauffé à la température normale, puis évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 et renvoyé à l'entrée du compresseur de circulation d'argon 7.
L'autre partie du gaz en circulation est pompée depuis le dernier étage du compresseur de circulation d'argon 7 avec une pression d'environ 7,2 MPaG, et entre dans l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur pour continuer à être mise en pression à 8,2 MPaG. Après avoir été refroidi par le refroidisseur 10, l'argon à haute pression est envoyé à l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8, sert de source d'échange de chaleur à haute pression et est refroidi en argon liquide à haute pression par le fluide froid qui doit être évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8. L'argon liquide à haute pression évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est étranglé à environ 1,5 MPaG par la vanne d'étranglement V4, puis retourne à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 pour refroidir les flux de chaleur tels que l'argon à haute pression et l'oxygène comme source de froid. Ce flux de fluide est envoyé à l'entrée du compresseur de circulation d'argon 7 après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8.
Considérant qu'il existe une certaine fuite dans le surpresseur de circulation d'argon 7 et l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur, il est envisagé d'ajouter de l'argon de circulation approprié comme supplément à l'entrée du surpresseur de circulation d'argon 7.
montre un dispositif sûr et efficace destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau par un procédé à basse température utilisant un processus de mise en pression en un étage et une unique expansion.
L'oxygène comme sous-produit avec une pression d'environ 1,3 MPaG provenant du système de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau entre d'abord dans le système de purification de l'oxygène. Dans le système de purification de l'oxygène, l'oxygène fait d'abord réagir les impuretés telles que H2et CO en H2O et CO2dans le purificateur d'oxygène 3 ; H2O et CO2et les substances similaires présentes dans l'oxygène sont ensuite absorbées dans le clarificateur d'oxygène 6, et la teneur en H2O et CO2dans l'oxygène évacué du clarificateur d'oxygène 6 n'est pas supérieure à 1 ppm ; l'oxygène purifié continue à être envoyé dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est refroidi à l'état liquide par le fluide froid refluant dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 ; une partie de l'oxygène liquide est ensuite envoyée à la pompe à oxygène liquide 12 et est mise en pression en oxygène liquide à haute pression de 8,5 MPaG par la pompe à oxygène liquide 12 ; l'oxygène liquide à haute pression mis en pression par la pompe à oxygène liquide continue à refluer vers l'échangeur de chaleur à plaques 8 et s'écoule hors de la limite après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est envoyé vers le réseau de tuyaux de l'utilisateur.
L'air de circulation est divisé en deux parties après avoir été mis en pression par le compresseur de circulation d'air 7.
Une partie de l'air de circulation continue d'entrer dans l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur et continue d'être mise en pression jusqu'à l'air à haute pression de 7,2 MPaG. Après avoir été refroidi par le refroidisseur 10, l'air à haute pression est envoyé à l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8, sert de source d'échange de chaleur à haute pression et est refroidi en liquide à haute pression par le fluide froid qui doit être évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8. L'air liquide à haute pression évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est étranglé à environ 2,3 MPaG par la vanne d'étranglement V4, puis retourne à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 pour refroidir les flux de chaleur tels que l'air à haute pression et l'oxygène comme source de froid. Ce flux de fluide est envoyé à l'entrée du compresseur de circulation 7 après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8.
L'autre partie de l'air de circulation entre directement dans l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8. Après avoir été refroidi à environ 155 °K par l'échangeur de chaleur à plaques, l'air est pompé et envoyé à l'extrémité d'expansion 11 du détendeur pour expansion. Le fluide expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 comme source de froid, réchauffé à la température normale, puis évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 et renvoyé à l'entrée du compresseur de circulation d'air 7.
Considérant qu'il existe une certaine fuite dans le surpresseur de circulation d'air 7 et l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur, il est envisagé d'ajouter de l'air de circulation approprié comme supplément à l'entrée du surpresseur de circulation d'air 7.
montre un dispositif sûr et efficace destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau par un procédé à basse température utilisant un processus de mise en pression en deux étages et une unique expansion.
L'oxygène avec une pression d'environ 1,3 MPaG provenant du système de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau entre d'abord dans le système de purification de l'oxygène. Dans le système de purification de l'oxygène, l'oxygène fait d'abord réagir les impuretés telles que H2et CO en H2O et CO2dans le purificateur d'oxygène 3 ; H2O et CO2et les substances similaires présentes dans l'oxygène sont ensuite absorbées dans le clarificateur d'oxygène 6, et la teneur en H2O et CO2dans l'oxygène évacué du clarificateur d'oxygène 6 n'est pas supérieure à 1 ppm ; l'oxygène purifié continue à être envoyé dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est refroidi à l'état liquide par le fluide froid refluant dans l'échangeur de chaleur à plaques 8 ; une partie de l'oxygène liquide est ensuite envoyée à la pompe à oxygène liquide 12 et est mise en pression en oxygène liquide à haute pression de 8,5 MPaG par la pompe à oxygène liquide 12 ; l'oxygène liquide à haute pression mis en pression par la pompe à oxygène liquide continue à refluer vers l'échangeur de chaleur à plaques 8 et s'écoule hors de la limite après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8 et est envoyé vers le réseau de tuyaux de l'utilisateur.
L'argon est divisé en deux parties après avoir été mis en pression par le compresseur de circulation d'argon 7.
Une partie de l'argon est pompée depuis une section du compresseur de circulation d'argon 7. L'argon avec une pression d'environ 3,5 MPaG entre dans l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur pour continuer à être mis en pression à 5,0 MPaG. Après avoir été refroidi par le refroidisseur 10, l'argon à haute pression avec une pression d'environ 5,0 MPaG est envoyé à l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8. Après avoir été refroidi à environ 170 °K par l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon est pompé et envoyé à l'extrémité d'expansion 11 du détendeur pour expansion. Le fluide expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 comme source de froid, réchauffé à la température normale, puis évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 et renvoyé à l'entrée du compresseur de circulation d'argon 7.
L'autre partie de l'argon est pompée depuis le dernier étage du compresseur de circulation d'argon 7 avec une pression d'environ 7,2 MPaG et entre directement dans l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8, sert de source d'échange de chaleur à haute pression et est refroidie en liquide à haute pression par le fluide froid qui doit être évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8. L'argon liquide à haute pression évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8 est étranglé à environ 1,5 MPaG par la vanne d'étranglement V4, puis retourne à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8 pour refroidir les flux de chaleur tels que l'air à haute pression et l'oxygène comme source de froid. Ce flux de fluide est envoyé à l'entrée du compresseur de circulation d'argon 7 après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8.
Considérant qu'il existe une certaine fuite dans le surpresseur de circulation d'argon 7 et l'extrémité de mise en pression 9 du détendeur, il est envisagé d'ajouter de l'argon de circulation approprié comme supplément à l'entrée du surpresseur de circulation d'argon 7.
montre un dispositif sûr et efficace destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau par un procédé à basse température utilisant un processus de mise en pression en un étage et une unique expansion.
L'oxygène avec une pression d'environ 1,3 MPaG provenant du système de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau entre d'abord dans le système de purification de l'oxygène. Dans le système de purification de l'oxygène, l'oxygène fait d'abord réagir les impuretés telles que H2et CO en H2O et CO2dans le purificateur d'oxygène 3 ; H2O et CO2et les substances similaires présentes dans l'oxygène sont ensuite absorbées dans le clarificateur d'oxygène 6, et la teneur en H2O et CO2dans l'oxygène évacué du clarificateur d'oxygène 6 n'est pas supérieure à 1 ppm ; l'oxygène purifié continue à être envoyé dans les échangeurs de chaleur à plaques 8-1 et 8-2 et est refroidi à l'état liquide par le fluide froid refluant dans les échangeurs de chaleur à plaques 8-1 et 8-2 ; une partie de l'oxygène liquide est ensuite envoyée à la pompe à oxygène liquide 12 et est mise en pression en oxygène liquide à haute pression de 8,7 MPaG par la pompe à oxygène liquide 12 ; l'oxygène liquide à haute pression mis en pression par la pompe à oxygène liquide continue à refluer vers les échangeurs de chaleur à plaques 8-1 et 8-2 et s'écoule hors de la limite après avoir été réchauffé par les échangeurs de chaleur à plaques 8-1 et 8-2 et est envoyé vers le réseau de tuyaux de l'utilisateur.
L'argon est divisé en deux parties après avoir été mis en pression à 3,5 MPaG par le compresseur de circulation d'argon 7.
Après être entré dans l'extrémité de mise en pression 9-1 du détendeur haute température et avoir été mise en pression à environ 5,2 MPaG, une partie de l'argon est envoyée à l'extrémité de mise en pression 9-2 du détendeur basse température pour une mise en pression supplémentaire à environ 7,7 MPaG après avoir été refroidie par le refroidisseur 10-1 et est envoyée à l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 après avoir été refroidie par le refroidisseur 10-2, qui sert de source d'échange de chaleur à haute pression et traverse l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 et l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 en séquence. Ce flux de fluide d'argon à haute température est divisé en deux flux. Un flux est refroidi par un fluide froid en argon liquide à haute pression et est évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8-2. L'argon liquide à haute pression évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 est étranglé à 1,5 MPaG par la vanne d'étranglement V4 puis renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8-2, qui sert de source de froid pour refroidir le flux de chaleur tel que l'argon à haute pression et l'oxygène à travers l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 et l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 en séquence. Ce flux de fluide est réchauffé par l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 et l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 en séquence, puis envoyé à l'entrée du compresseur de circulation 7. L'autre flux est pompé depuis le milieu de l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 à environ 150 °K et est envoyé à l'extrémité d'expansion 11-2 du détendeur à basse température. Après avoir été expansé par l'extrémité d'expansion 11-2 du détendeur basse température, ce flux de fluide traverse successivement l'échangeur de chaleur à plaques 8-2 et l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 en séquence comme source de froid à écoulement inverse, puis est réchauffé et envoyé à l'entrée du compresseur de circulation 7.
L'autre partie de l'argon de circulation entre dans l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques 8-1. Après avoir été refroidi à environ 178 °K par l'échangeur de chaleur à plaques 8-1, l'argon est pompé et envoyé à l'extrémité d'expansion 11-1 du détendeur haute température pour expansion. Le fluide expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 comme source froide, réchauffé à la température normale, puis évacué de l'échangeur de chaleur à plaques 8-1 et renvoyé à l'entrée du compresseur de circulation 7.
Considérant qu'il existe une certaine fuite dans le surpresseur de circulation d'argon 7 et les extrémités de mise en pression 9-1 et 9-2 du détendeur, il est envisagé d'ajouter de l'air de circulation approprié comme supplément à l'entrée du surpresseur de circulation 7.
Enfin, il convient de noter que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus, et que de nombreuses modifications sont possibles. Toutes les modifications qui peuvent être directement dérivées du contenu de la présente invention ou qui sont concevables pour l'homme du métier doivent être considérées comme faisant partie du champ de protection de la présente invention.

Claims (8)

  1. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température, dans lequel le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau comprend un système de clarification de l'oxygène, un système de mise en pression et d'échange de chaleur et un système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation ; le système de clarification de l'oxygène comprend un autosurchauffeur d'oxygène, un réchauffeur d'oxygène, un purificateur d'oxygène, une unité de refroidissement de l'eau, un clarificateur d'oxygène, une vanne et une section de tuyau droit à travers laquelle divers dispositifs sont tous raccordés pour obtenir de l'oxygène pur, dans lequel l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène d'un système de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'autosurchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène d'un réchauffeur d'oxygène, l'extrémité de sortie d'oxygène du réchauffeur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du purificateur d'oxygène, l'extrémité de sortie d'oxygène purifié du purificateur d'oxygène est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau, l'extrémité de sortie d'oxygène de l'unité de refroidissement de l'eau est raccordée à l'extrémité d'entrée d'oxygène du clarificateur d'oxygène et l'oxygène clarifié à l'extrémité de sortie du clarificateur d'oxygène est envoyé au système de mise en pression et d'échange de chaleur au moyen d'une canalisation.
  2. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 1, dans lequel, le système de mise en pression et d'échange de chaleur comprend un échangeur de chaleur à plaques, une boîte froide et une pompe à oxygène liquide à basse température, le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation comprend un système de compression du gaz et un système de réfrigération par expansion ; le système de compression comprend un surpresseur de gaz destiné à obtenir le gaz comprimé ; et le système de réfrigération par expansion comprend au moins un turbodétendeur du surpresseur, une extrémité de mise en pression du détendeur, un refroidisseur et une extrémité d'expansion du détendeur.
  3. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 2, dans lequel le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation est fortement couplé au système de mise en pression et d'échange de chaleur, un flux de gaz de circulation est introduit dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation depuis l'extérieur, l'échangeur de chaleur à plaques est pourvu de trois canaux d'écoulement positif et de trois canaux d'écoulement inverse, les trois canaux d'écoulement positif comprennent un canal d'oxygène clarifié, un canal de gaz sous pression et un canal de gaz d'expansion sous pression, respectivement, les trois canaux d'écoulement inverse comprennent un canal de produit d'oxygène à haute pression, un canal de récupération du gaz d'étranglement et un canal de récupération du gaz d'expansion, respectivement, l'extrémité d'entrée du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie d'oxygène du clarificateur d'oxygène, l'extrémité de sortie du canal d'oxygène clarifié de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée de la pompe à oxygène liquide ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie d'un post-refroidisseur à l'extrémité de compression du turbodétendeur du surpresseur, l'extrémité de sortie du canal de gaz sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée d'une vanne d'étranglement ; l'extrémité d'entrée du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à une section de l'extrémité de sortie d'un compresseur de circulation, l'extrémité de sortie du canal de gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée de l'extrémité d'expansion du détendeur ; l'extrémité d'entrée du canal de produit d'oxygène à haute pression de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de la pompe à oxygène liquide, l'extrémité de sortie du canal de produit d'oxygène de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à la canalisation de sortie du produit d'oxygène à haute pression ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de la vanne d'étranglement, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation ; l'extrémité d'entrée du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité de sortie de l'extrémité d'expansion du détendeur, l'extrémité de sortie du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques est raccordée à l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation, l'extrémité d'entrée du compresseur de circulation est raccordée aux extrémités de sortie du canal de récupération du gaz d'étranglement et du canal de récupération du gaz d'expansion de l'échangeur de chaleur à plaques, une section de l'extrémité de sortie du compresseur de circulation est raccordée à l'extrémité d'entrée du gaz d'expansion sous pression de l'échangeur de chaleur à plaques, l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation est raccordée à l'extrémité de mise en pression du détendeur, l'extrémité d'entrée de l'extrémité de mise en pression du détendeur est raccordée à l'extrémité de sortie du dernier étage du compresseur de circulation et l'extrémité de sortie de l'extrémité de mise en pression du détendeur est raccordée à l'extrémité d'entrée du refroidisseur.
  4. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 3, dans lequel le dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est également capable de produire des produits d'oxygène liquide, lors de la collecte des produits, la pompe à oxygène liquide est utilisée pour pressuriser l'oxygène liquide en oxygène liquide à haute pression, le gaz de circulation est utilisé pour pressuriser et échanger de la chaleur et l'oxygène liquide à haute pression est gazéifié en oxygène à haute pression.
  5. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 3, dans lequel le gaz de circulation dans le système de réfrigération par compression et expansion du gaz de circulation est une parmi ou une combinaison de plusieurs gaz parmi l'azote, l'air, l'argon ou d'autres gaz adaptés à la circulation.
  6. Dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon les revendications 1 à 5, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes : étape 1 : l'oxygène comme sous-produit provenant du dispositif de production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau entre dans l'autosurchauffeur d'oxygène, est préchauffé à une certaine température, entre directement dans le clarificateur d'oxygène au moyen d'une canalisation lorsque la température satisfait à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène et entre d'abord dans un réchauffeur d'oxygène lorsque la température de l'autosurchauffeur d'oxygène ne satisfait pas à l'exigence d'entrée dans le clarificateur d'oxygène, puis entre dans le clarificateur d'oxygène après avoir été chauffé ; l'oxygène chauffé subit une réaction chimique dans le clarificateur d'oxygène, convertit l'impureté H2de l'oxygène en H2O et convertit le CO en CO2; après la réaction, l'oxygène entre dans l'extrémité chaude de l'autosurchauffeur d'oxygène, échange de la chaleur avec l'oxygène comme sous-produit du dispositif de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau pour réduire la température et continue à réduire la température après avoir été refroidi par une unité de refroidissement, l'eau condensée au fond est drainée directement dans ce processus et le gaz refroidi entre dans le purificateur d'oxygène pour éliminer les impuretés de l'oxygène ;
    étape 2, l'oxygène purifié entre dans un échangeur de chaleur à plaques et échange de la chaleur avec l'argon expansé du reflux dans l'échangeur de chaleur, de manière à ce que l'oxygène soit refroidi à l'état liquide pour obtenir de l'oxygène liquide, qui est divisé en deux flux, dans lesquels un flux de liquide est collecté directement à partir d'une boîte froide pour obtenir des produits d'oxygène liquide ; le flux de liquide augmente la pression de l'oxygène liquide par la pompe à oxygène liquide et est ensuite envoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour un échange de chaleur afin d'obtenir de l'oxygène sous pression ;
    étape 3 : un flux d'argon de circulation supplémentaire est mélangé à l'argon expansé refluant de l'échangeur de chaleur à plaques, entre dans le compresseur de gaz pour la compression et est divisé en deux parties après mise en pression, une partie de l'argon sous-pression pompée depuis le milieu du surpresseur est envoyée à l'échangeur de chaleur à plaques et est pompée et envoyée au détendeur pour expansion après avoir été refroidie à une certaine température au milieu par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon expansé est renvoyé à l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et l'argon renvoyé est réchauffé et ensuite évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation ; l'autre partie de l'argon est pompée depuis l'extrémité de sortie du dernier étage du surpresseur et envoyée à l'extrémité de mise en pression du détendeur pour une mise en pression et un refroidissement supplémentaires, l'argon de circulation sous pression et refroidi entre dans l'échangeur de chaleur à plaques pour gazéifier l'oxygène liquide à haute pression comme source de chaleur à haute pression, après avoir été refroidi par l'échangeur de chaleur à plaques, l'argon de circulation à haute pression est évacué depuis l'échangeur de chaleur à plaques et retourne par étranglement vers l'extrémité froide de l'échangeur de chaleur à plaques pour refroidir le fluide chaud comme source de froid et le fluide d'étranglement est réchauffé puis évacué de l'extrémité chaude de l'échangeur de chaleur à plaques et envoyé à l'entrée du surpresseur de circulation.
  7. Procédé du dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 6, dans lequel le composant actif du catalyseur utilisé dans le clarificateur d'oxygène est un ou plusieurs parmi les éléments suivants : palladium, platine, cérium et leurs oxydes.
  8. Procédé du dispositif destiné à la récupération de l'oxygène comme sous-produit provenant de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau à l'aide d'un procédé à basse température selon la revendication 6, dans lequel les agents de purification utilisés dans le purificateur d'oxygène sont l'alumine et le tamis moléculaire ; et le mode de remplissage du catalyseur est l'emballage structuré.
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