FR3127559A3 - Appareil de liquéfaction d’hydrogène - Google Patents
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Abstract
Titre : Appareil de liquéfaction d’hydrogène Un appareil de liquéfaction d’hydrogène comprend un premier échangeur de chaleur dans lequel de l’hydrogène gazeux est refroidi, un appareil d’épuration dans lequel l’hydrogène refroidi est épuré par adsorption dans des bouteilles d’adsorbant, un deuxième échangeur de chaleur pour refroidir et ensuite liquéfier l’hydrogène épuré, au moins une conduite pour transporter l’hydrogène liquéfié vers une baie de chargement, un troisième échangeur de chaleur pour réchauffer un gaz de régénération destiné aux bouteilles d’adsorbant et pour réchauffer un gaz destiné à mettre en teneur l’au moins une conduite, une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec les bouteilles d’adsorbant et une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec l’au moins une conduite. Pas de figure
Description
Un appareil de liquéfaction d’hydrogène comprend un premier échangeur de chaleur dans lequel de l’hydrogène gazeux est refroidi, un appareil d’épuration dans lequel l’hydrogène refroidi est épuré par adsorption dans des bouteilles d’adsorbant, un deuxième échangeur de chaleur pour refroidir et ensuite liquéfier l’hydrogène épuré et au moins une conduite pour transporter l’hydrogène liquéfié vers une baie de chargement.
Lorsque l’appareil de liquéfaction est en fonctionnement, il est nécessaire d’avoir de l’hydrogène gazeux pur sous pression à température ambiante (au moins 20°C) comme gaz d’utilité pour les opérations suivantes :
- Balayage et compressions/détentes des flexibles au niveau des baies de chargement camion. Le gaz est ensuite venté au niveau des cheminées d’évacuation des baies de chargement.
- Régénération des bouteilles de purification froide dans la boîte froide du liquéfacteur. Le gaz de régénération est ensuite réchauffé et venté.
Sur un liquéfacteur d’hydrogène avec un cycle de réfrigération à l’hydrogène :
- L’hydrogène utilisé pour la mise en teneur des flexibles qui transportent l’hydrogène vers les baies de chargement des camions et pour la régénération des bouteilles de purification est prélevé sur le cycle de réfrigération H2.
- Le gaz de régénération nécessaire à l’étape de purification de l’hydrogène est ensuite réchauffé avec des vaporiseurs atmosphériques avant d’être de nouveau valorisé dans le procédé (pour récupérer les molécules de H2) ou envoyé à l’atmosphère.
Dans le cadre d’un appareil de liquéfaction pour lequel la source de frigories n’est pas de l’hydrogène, pouvant être de l’hélium, l’hydrogène utilisé comme gaz d’utilité est prélevé à la sortie de l’étape de purification de l’hydrogène froid :
- Cet hydrogène froid doit être ensuite réchauffé à temperature ambiante pour assurer la fonction de mise en teneur des flexibles au niveau des baies de chargement des camions.
- Par ailleurs, une partie de cet hydrogène froid épuré est également utilisée pour l’étape de régénération de la purification de l’hydrogène à liquéfier (purification par adsorption par bascule de température ou en acronyme anglais TSA) et doit être également réchauffé.
Selon un objet de l’invention, il est prévu un appareil de liquéfaction d’hydrogène comprenant un premier échangeur de chaleur dans lequel de l’hydrogène gazeux est refroidi, un appareil d’épuration dans lequel l’hydrogène refroidi est épuré par adsorption dans des bouteilles d’adsorbant, un deuxième échangeur de chaleur pour refroidir et ensuite liquéfier l’hydrogène épuré, au moins une conduite pour transporter l’hydrogène liquéfié vers une baie de chargement, un troisième échangeur de chaleur pour réchauffer un gaz de régénération destiné aux bouteilles d’adsorbant et pour réchauffer un gaz destiné à mettre en teneur l’au moins une conduite, une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec les bouteilles d’adsorbant et une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec l’au moins une conduite.
L’idée de l’invention repose sur la mutualisation des fonctions de chauffe de ces deux fluides d’hydrogène utilité combinées dans un seul équipement avec la même intégration thermique.
L’eau de retour du circuit d’eau de refroidissement sert de fluide calorigène dans un échangeur de chaleur, par exemple à tubes/calandre avec double faisceaux tubulaires dont l’un est dédié à l’hydrogène utilisé comme gaz d’utilité des opérations de mise en teneur, l’autre est dédié à la fonction de régénération du TSA hydrogène.
Claims (1)
- Appareil de liquéfaction d’hydrogène comprenant un premier échangeur de chaleur dans lequel de l’hydrogène gazeux est refroidi, un appareil d’épuration dans lequel l’hydrogène refroidi est épuré par adsorption dans des bouteilles d’adsorbant, un deuxième échangeur de chaleur pour refroidir et ensuite liquéfier l’hydrogène épuré, au moins une conduite pour transporter l’hydrogène liquéfié vers une baie de chargement, un troisième échangeur de chaleur pour réchauffer un gaz de régénération destiné aux bouteilles d’adsorbant et pour réchauffer un gaz destiné à mettre en teneur l’au moins une conduite, une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec les bouteilles d’adsorbant et une conduite reliant le troisième échangeur de chaleur avec l’au moins une conduite.
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