JP2024027092A - 水素を冷却するための方法及び装置 - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
【課題】-50℃より低い温度にある気化天然ガス又は気化された液化天然ガスの流れの冷熱エネルギーを使用して行われる方法の始動のための方法を提供する。【解決手段】始動モード中に水素を冷却するための方法において、超臨界天然ガス(1、2)が、それを冷却するために、第1の熱交換器(E1)に送られ、そこで、冷却された3~70絶対バールの圧力でのサイクルの中間流体(5)の流れと熱交換し、第1の熱交換器において冷却された中間流体(5)の流れは、第1のモードのものより低い圧縮率でそれを圧縮する圧縮機(C、C1)の入口に直接送られ、中間流体(13)のモル流量が、安定した動作中に圧縮機に送られる中間流体のモル流量の80%より少なく、圧縮機において圧縮された中間流体(15、17)は、サイクル流体として第1の熱交換器に送り戻される、方法。【選択図】図1
Description
本発明は、水素を冷却するための方法及び装置に関する。
液化天然ガス(LNG)の気化から冷熱エネルギーを回収することによって、水素を冷却するための方法を最適化する使用が知られている。
以下の2つのステップにおいて、水素を液化することが知られている:
・窒素サイクル又は混合冷媒サイクルを使用して予冷する第1のステップ、これに続いて、
・水素、ヘリウム、又は希ガスを含む混合冷媒のサイクルを用いて、冷却された水素を液化する第2のステップ。
・窒素サイクル又は混合冷媒サイクルを使用して予冷する第1のステップ、これに続いて、
・水素、ヘリウム、又は希ガスを含む混合冷媒のサイクルを用いて、冷却された水素を液化する第2のステップ。
本発明は、水素を予冷する第1のステップが、-50℃より低い温度にある気化天然ガス又は気化された液化天然ガスの流れの冷熱エネルギーを使用して行われる方法の始動のための解決策を提案する。
このケースでは、液化装置は、始動の瞬間において、冷熱(cold)を作り出すための内部ソースを備えていない。
安定した動作中、液化天然ガスは、例えば、中間流体に接触して加熱され、或いは気化され、これは、-50℃より低い温度、又は更には-140℃より低い温度にまで冷却される。液化天然ガスを加熱するために使用される熱交換器は、典型的に、ろう付けされたアルミニウムプレート及びフィン熱交換器、又はステンレス鋼熱交換器、又はプリント回路熱交換器である。方法の始動中、熱交換器及び関連付けられた機器は、周囲温度から安定した動作の温度まで冷却されなければならない。これらの要素は、急激又は過度な温度低下に敏感であり、従って、冷却されるためには、細心の注意を必要とする。
液化天然ガスの気化の熱を、冷却される水素に伝達するために、サイクルを使用することが知られており、このサイクルは、好ましくは、-90℃より低い入口温度を有する圧縮機と、オプションで膨張タービンと、を備える。始動中のこのような圧縮機の冷却は、特に注意を必要とする。
Kuendig他による「Large scale hydrogen liquefaction in combination with LNG gasification」、16th World Hydrogen Energy Conference 2006には、請求項1のプリアンブルに記載の方法が説明されている。
本発明の1つの首題によれば、水素を冷却するための方法が提供され、ここで、
動作の第1のモードに従って、
i)液化天然ガス又は-50℃より低い温度にある気化天然ガスのいずれかが、-145℃以上の温度まで冷却された3~70絶対バール(bar abs)の圧力での中間流体の流れとの第1の熱交換器における間接熱交換によって加熱され、
ii)-145℃以上の温度の中間流体の流れは、
a)それが間接熱交換によって冷却される第2の熱交換器に、それをこの温度で導入することによって、及び/又は
b)方法の圧縮機をオプションで駆動しているタービン内、又は弁内での膨張によって、冷却され、
iii)ガス状の水素の流れが、凝縮することなく第2の熱交換器において冷却され、
iv)ステップa)及び/又はb)において冷却された中間流体から導出されたガス状の流れが、第2の熱交換器において-90℃~-150℃の温度まで加熱され、この温度において熱交換器から取り出され、-90℃~-150℃の入口温度を有する圧縮機において圧縮され、圧縮された中間流体の少なくとも一部が、第1の熱交換器において最初に冷却され、次いで、最大でも-110℃の温度から加熱され、
v)加熱された中間流体の少なくとも一部は、ステップi)の中間流体の流れを構成し、
第1の熱交換器において冷却された、圧縮された中間流体が、第2の熱交換器において加熱されることと、
始動モード中、
i)水素の流れが、第2の熱交換器に送られず、
ii)超臨界天然ガス又は-100℃より低いガスが、それを冷却するために、第1の熱交換器に送られ、そこで、冷却された3~70絶対バールの圧力でのサイクルの中間流体の流れと熱交換し、
iii)第1の熱交換器において冷却された中間流体の流れが、第1のモードのものより低い圧縮率でそれを圧縮する圧縮機の入口に直接送られ、中間流体のモル流量が、第1のモード中に圧縮機に送られる中間流体のモル流量の80%より少なく、
iv)圧縮機において圧縮された中間流体が、サイクル流体として第1の熱交換器に送り戻されることと、
を特徴とする方法。
動作の第1のモードに従って、
i)液化天然ガス又は-50℃より低い温度にある気化天然ガスのいずれかが、-145℃以上の温度まで冷却された3~70絶対バール(bar abs)の圧力での中間流体の流れとの第1の熱交換器における間接熱交換によって加熱され、
ii)-145℃以上の温度の中間流体の流れは、
a)それが間接熱交換によって冷却される第2の熱交換器に、それをこの温度で導入することによって、及び/又は
b)方法の圧縮機をオプションで駆動しているタービン内、又は弁内での膨張によって、冷却され、
iii)ガス状の水素の流れが、凝縮することなく第2の熱交換器において冷却され、
iv)ステップa)及び/又はb)において冷却された中間流体から導出されたガス状の流れが、第2の熱交換器において-90℃~-150℃の温度まで加熱され、この温度において熱交換器から取り出され、-90℃~-150℃の入口温度を有する圧縮機において圧縮され、圧縮された中間流体の少なくとも一部が、第1の熱交換器において最初に冷却され、次いで、最大でも-110℃の温度から加熱され、
v)加熱された中間流体の少なくとも一部は、ステップi)の中間流体の流れを構成し、
第1の熱交換器において冷却された、圧縮された中間流体が、第2の熱交換器において加熱されることと、
始動モード中、
i)水素の流れが、第2の熱交換器に送られず、
ii)超臨界天然ガス又は-100℃より低いガスが、それを冷却するために、第1の熱交換器に送られ、そこで、冷却された3~70絶対バールの圧力でのサイクルの中間流体の流れと熱交換し、
iii)第1の熱交換器において冷却された中間流体の流れが、第1のモードのものより低い圧縮率でそれを圧縮する圧縮機の入口に直接送られ、中間流体のモル流量が、第1のモード中に圧縮機に送られる中間流体のモル流量の80%より少なく、
iv)圧縮機において圧縮された中間流体が、サイクル流体として第1の熱交換器に送り戻されることと、
を特徴とする方法。
他のオプションの態様によれば:
・中間流体は、50mol%より多くの窒素、好ましくは少なくとも90mol%の窒素、又は更には少なくとも99mol%の窒素を含有する。
・始動中、超臨界天然ガスは、第1の熱交換器において疑似気化され、好ましくは、そこで0℃より高い温度まで加熱される。
・始動中、-100℃より低いガスは、第1の熱交換器において加熱され、加熱されたガスは、中間流体と同じ組成を有する。
・第1の熱交換器において加熱されたガスは、それを供給するように、サイクルに送られる。
・始動中、圧縮機の入口温度又は出口温度が閾値を下回った場合、第1の熱交換器において冷却された中間流体の流れは、タービンにおいて膨張させるために送られ、膨張した流体は、第2の熱交換器において加熱させるために送り戻され、次いで、圧縮機へと送られる。
・タービンは、ブースタに結合され、これは、始動中、タービンが中間流体を膨張させた場合にのみ、圧縮機において圧縮された流体をブーストする。
・圧縮機は、少なくとも2つのステージを備え、中間流体は、圧縮機のステージ間では冷却されない。
・第1のモード中、圧縮された中間流体は、第1の熱交換器において最初に冷却され、第2の熱交換器において冷却され、タービンに送られる前に、第1の熱交換器において再び冷却され、始動中、圧縮された中間流体は、第1の熱交換器において最初に冷却され、オプションでヒータによって第2の熱交換器の外部で加熱され、第1の熱交換器において再び冷却される。
・中間流体は、50mol%より多くの窒素、好ましくは少なくとも90mol%の窒素、又は更には少なくとも99mol%の窒素を含有する。
・始動中、超臨界天然ガスは、第1の熱交換器において疑似気化され、好ましくは、そこで0℃より高い温度まで加熱される。
・始動中、-100℃より低いガスは、第1の熱交換器において加熱され、加熱されたガスは、中間流体と同じ組成を有する。
・第1の熱交換器において加熱されたガスは、それを供給するように、サイクルに送られる。
・始動中、圧縮機の入口温度又は出口温度が閾値を下回った場合、第1の熱交換器において冷却された中間流体の流れは、タービンにおいて膨張させるために送られ、膨張した流体は、第2の熱交換器において加熱させるために送り戻され、次いで、圧縮機へと送られる。
・タービンは、ブースタに結合され、これは、始動中、タービンが中間流体を膨張させた場合にのみ、圧縮機において圧縮された流体をブーストする。
・圧縮機は、少なくとも2つのステージを備え、中間流体は、圧縮機のステージ間では冷却されない。
・第1のモード中、圧縮された中間流体は、第1の熱交換器において最初に冷却され、第2の熱交換器において冷却され、タービンに送られる前に、第1の熱交換器において再び冷却され、始動中、圧縮された中間流体は、第1の熱交換器において最初に冷却され、オプションでヒータによって第2の熱交換器の外部で加熱され、第1の熱交換器において再び冷却される。
本発明の別の首題によれば、水素を冷却するための装置が提供され、装置は、第1の熱交換器と、液化天然ガス又は-50℃より低い温度にある気化天然ガスのいずれかを、-145℃以上の温度まで冷却された3~70絶対バールの圧力での中間流体の流れとの第1の熱交換器における間接熱交換によって加熱させるように送るための手段と、第2の熱交換器と、-145℃以上の温度の中間流体の流れを、それが間接熱交換によって冷却される第2の熱交換器に、それをこの温度で導入することによって、及び/又は、方法の圧縮機をオプションで駆動しているタービン内、又は弁内での膨張によって、冷却させるように送るための手段と、ガス状の水素の流れを、凝縮することなく第2の熱交換器において冷却させるように送るための手段と、冷却された中間流体から導出されたガス状の流れを、-90℃~-150℃の温度まで第2の熱交換器において加熱させるように送るための手段と、この温度において第2の熱交換器からガス状の流れを取り出すための手段と、-90℃~-150℃の入口温度を有する圧縮機と、取り出されたガス状の流れを、-90℃~-150℃の入口温度を有する圧縮機に送るための手段と、圧縮された中間流体の少なくとも一部を、第1の熱交換器において最初に冷却させ、次いで、最大でも-110℃の温度から加熱させるように送るための手段と、加熱された中間流体の少なくとも一部は、ステップi)の中間流体の流れを構成する、を備える装置において、
第1の熱交換器において冷却された、圧縮された中間流体を、第2の熱交換器において加熱させるように送るための手段を備えることを特徴とする装置。
第1の熱交換器において冷却された、圧縮された中間流体を、第2の熱交換器において加熱させるように送るための手段を備えることを特徴とする装置。
本発明の他のオプションの態様によれば:
-タービンは、ブースタに結合され、
-圧縮機は、少なくとも2つのステージを、圧縮機のステージ間で中間流体を冷却するための手段なしに備える。
-タービンは、ブースタに結合され、
-圧縮機は、少なくとも2つのステージを、圧縮機のステージ間で中間流体を冷却するための手段なしに備える。
中間流体の使用は、水素とLNGネットワークとを区別することによって、インテグレーションをより良く調節することを可能にする。
LNGの気化は、単一の熱交換器において行われ、中間流体は、様々なコンシューマに向けて冷熱を分配する。
中間サイクルは、膨張ステップによって、LNGよりも低い温度で冷熱流体を作り出すことを可能にする。
安定した動作中、水素を冷却するための方法は、以下のように動作する。専用の熱交換器E1が、熱交換器E1内の液体1によって冷却される中間流体を使用して、-150℃の液化天然ガス1から冷熱エネルギーを回収する働きをする。熱交換器E1は、ろう付けされたアルミニウムプレート及びフィン熱交換器、又はステンレス鋼熱交換器、又はプリント回路熱交換器であり得る。さもなければ、熱交換器E1は、シェルアンドチューブ熱交換器であり得る。
液体1は、例えば15℃まで加熱され、流体5を-50℃より低い温度、好ましくは-120℃より低い温度まで冷却するように、オプションで気化される。流体5は、熱交換器E1において、-145℃以上の温度まで冷却される。この例では、それは-140℃に冷却される。熱交換器は、アルミニウム若しくはステンレス鋼プレート及びフィン熱交換器、又は、シェル及びチューブ熱交換器であり得る。
流体1は、熱交換器E1の低温端に入り、流体3として高温端から出る。
この例では、流体5は、窒素である。それは、例えば、天然ガス若しくはメタンであり得るか、又は別の好適な組成を有し得る。好ましくは、流体5は、不活性である。流体5は、好ましくは、3~70絶対バールの圧力である。
窒素13は、-90℃~-150℃の温度、例えば-120℃で熱交換器E2を出て、第1の圧縮機C、例えば遠心圧縮機において、約20バールに圧縮される。次いで、20バールの窒素は、冷却されR、別の圧縮機C1において20バールより高い圧力に圧縮される。次いで、20バールより高い窒素は、オプションで、2つの部分15、17に分割され、部分17は、必ずしも存在しない。部分17は、熱交換器E1において部分的に冷却され得、次いで、冷却されるべき要素31に送られる。従って、加熱された部分19は、熱交換器E1の高温端に送られる。19に加えられた部分15は、20℃で熱交換器E1の高温端に送られる流れ21を形成し、そこで-90℃より低い温度、例えば-140℃まで冷却されて、-140℃の温度で熱交換器E2に送られるガス27を形成する。ガス27は、熱交換器E2において20℃まで加熱され(流れ6を形成し)、次いで、流れ6は、ガス5を形成するように、熱交換器E1においてLNGに接触して冷却される。この例では、ガス5は、熱交換器E1では冷却されず、タービンEでのみ冷却される。従って、ガス5は、熱交換器E1を出た温度でタービンEに入る。タービンTにおいて1.5バールで膨張した流体7は、二相であり、相分離器に送られ、そこで、液体9とガス11とを形成する。液体は、熱交換器E3において気化され、ガス11と合流して、熱交換器E2において加熱させ、低温圧縮機Cに送られるべき流れ13を構成する。全てのガス13は、低温圧縮機Cにおいて圧縮され、次いで、タービンEに結合されたブースタC1において圧縮される。LNG1から冷熱を回収するために、熱交換器E1に送られるのは、ブースタC1において圧縮されたガスである。
変形例として、熱交換器E1の低温端から来るガス5は、最初に熱交換器E1を通過して冷却され、次いで、-100℃より低い、例えば-120℃の入口温度を有するタービンT内で膨張され得る。
従って、窒素又は別の流体、例えばヘリウム若しくは混合冷媒は、密閉サイクルで循環し、LNGから冷熱エネルギーを取り出す。
周囲温度、例えば20℃のガス状の水素23は、熱交換器E2の高温端に入り、一端から他端へと通過して、-150℃より低い温度、例えば-180℃まで冷却される。次いで、それは、熱交換器E3において、相分離器の液体に接触して冷却されて、-190℃のガス状の水素25を形成する。
次いで、水素25は、既知の方法で別の熱交換器において冷却及び液化される。水素、ヘリウム、又は希ガスを含む混合冷媒のサイクルが、必要な冷熱エネルギーを提供する。
従って、LNGは、ガス状の水素を-190℃まで予冷するのに必要な冷熱エネルギーの少なくとも一部を提供する。この割合は、ガス状の水素を-190℃まで冷却するのに必要な冷熱エネルギーの少なくとも50%、少なくとも75%、又は少なくとも99%であり得る。LNGは、タービンTから来るものは別として、全ての必要な冷熱エネルギーを提供することさえもあり得る。
本方法はまた、サイクルによって冷却される別の要素31に冷熱を提供し得る。図においては、圧縮機C、C1で圧縮されたガスの一部17は、熱交換器において中間温度、このケースでは、-50℃まで冷却され、熱交換器の中央ゾーンにおいて熱交換器から取り出され、それ自体が加熱されてガス19を形成することによって要素31を冷却する働きをし、ガス19は、圧縮機Cで圧縮された流れ15と合流して、20℃で熱交換器E1に入る流れ21を形成することが分かる。流れ18、19についての圧力降下が制限されているので、流れ15、19を混合することを可能にするには、弁内での流れ15の小さな膨張で十分になる。
要素31は、例えば、別のガスのための液化装置、又は0℃より低い温度での蒸留及び/若しくは部分凝縮によって分離するための装置、例えば二酸化炭素液化装置であり得る。
一部分17が存在するが、要素31が動作していない場合、ヒータ、例えば電気ヒータ又は熱水で加熱される熱交換器が、流れ19を形成するように、一部分17を加熱する働きをすることになる。
装置の始動中、水素23は、事前に冷却されなければならない熱交換器E2に送られない。サイクル圧縮機Cは、典型的に、公称モル流量の60~80%の低減された負荷(load)において、周囲温度である入口温度で始動される。圧縮機Cの出口温度を、適正値、典型的に、150℃より低く制限するために、圧縮率も制限される。圧縮機Cは、機械のコストを低減し、圧縮されるガスの温度が0℃より低い場合の安定した動作ではバイパスされる中間水冷却器内の水が凍結するリスクを制限するために、圧縮機Cの上流に最終冷却器Rのみを有し、ステージ間冷却を備えない場合があり、圧縮率は、最終冷却器の上流の圧縮機C1の出口における温度を制限するように、大幅に低減される。
始動のために、可変周波数駆動が、圧縮機Cのモータの速度、従って、Cの最終ステージの温度及び圧縮率を変化させ得る。
タービンEの始動前は、圧縮機C1は、バイパスダクト13Aを通過する窒素を圧縮しない。
圧縮機C内で圧縮された窒素のみが、第1の熱交換器E1に送られ、第1の熱交換器E1には、始動時に液化天然ガス1が供給されるのではなく、-180℃のガス状の窒素2を形成するように、気化器Vによって気化された、貯蔵部Sから来る液体窒素が供給される。液体ではなく、気化した低温ガスを使用することは、過度に急激な冷却から及び熱応力から機器を保護することを可能にする。ガス状の窒素は、熱交換器E1において加熱され、低温端において回収されるか、又は空中に送られる。
変形例として、[図2]に例示されるように、熱交換器E1は、超臨界液化天然ガスを送ることによって冷却され得る。この流体は、非超臨界LNGと比較して、低減された気化エンタルピーという利点を有する。このため、液化天然ガス1は、熱交換器E1の入口におけるその温度を調節するために、ヒータHにおいて加熱され得る。
これら2つの図のケースでは、始動のために使用される天然ガス以外の気化された液体(典型的に窒素)は、大気中に送られ得るか、又は漏れを補充するように、中間流体を冷却するためのサイクル(圧縮機C、C1、タービンT)において役立つように、例えば15℃で回収され得る。(典型的に、接続スプールを取り外すことによって)通常動作中にLNG気化ラインと冷却サイクルとを完全に分離するために、サイクル及び気化された始動液体との相互接続のためのラインは、十分に隔離される必要があり得る。
熱交換器E1の出口における冷却サイクル(圧縮機C、C1、タービンT)は、動作温度までゆっくりと冷却されることになる。熱交換器E1の出口の温度が動作温度よりも高い限り、ガス5は、タービンにも熱交換器E2にも送られず、それをゆっくりと冷却するために、ダクト5Aを通って圧縮機Cの入口に直接送られることになる。
圧縮機Cの入口温度が低下している間、圧縮機Cの圧縮率は、その入口温度が低下することになるので、増大することになる。
一時的なヒータW(典型的に水が供給される熱交換器)は、熱交換器E2からの熱の導入の代わりに、始動中にのみ使用され得る。このヒータWは、方法の安定した動作中はバイパスされ得る。それは、ダクト27Aを介して送られる窒素の流れ27を加熱し、流れ27が熱交換器E2に入ることを防止する。
圧縮機Cが冷却され、典型的に公称モル流量の60~80%の低減された負荷で動作中であると、水素予冷システムの冷却が開始する。最初に、タービンEは、ライン5Eによってバイパスされ、これにより、ガス5は、相分離器(ガス5が凝縮されていないので、それはまだ相を分離しない)へと直接流れる。次いで、タービン及びその関連付けられた圧縮機C1が始動され、圧縮機Cで圧縮されたガスは、もはやバイパスライン13Aを通過せず、圧縮機C1で圧縮される。
この方法の主な利点は、敏感な機器の調節された始動により、水素を冷却するための装置を安全性の問題なしに冷却するために、いくつかの最小限の追加で既存の機器を使用するということである。
Claims (12)
- 水素を冷却するための方法において、
動作の第1のモードに従って、
i)液化天然ガス(1、2)又は-50℃より低い温度にある気化天然ガスのいずれかが、-145℃以上の温度まで冷却された3~70絶対バールの圧力での中間流体(5)の流れとの第1の熱交換器(E1)における間接熱交換によって加熱され、
ii)-145℃以上の温度の前記中間流体の流れは、
a)それが間接熱交換によって冷却される第2の熱交換器(E2)にこの温度で導入することによって、及び/又は
b)圧縮機(C、C1)をオプションで駆動しているタービン(E)内、若しくは弁内での膨張によって、冷却され、
iii)ガス状の水素(23)の流れが、凝縮することなく前記第2の熱交換器において冷却され、
iv)ステップa)及び/又はb)において冷却された前記中間流体から導出されたガス状の流れ(13)が、前記第2の熱交換器(E2)において-150℃~-90℃の温度まで加熱され、この温度において前記熱交換器から取り出され、-150℃~-90℃の入口温度を有する圧縮機(C、C1)において圧縮され、圧縮された前記中間流体(15、17)の少なくとも一部が、前記第1の熱交換器において最初に冷却され、次いで、最大でも-110℃の温度から加熱され、
v)加熱された前記中間流体の前記少なくとも一部がステップi)の前記中間流体の流れを構成する方法において、
前記第1の熱交換器において冷却された、圧縮された前記中間流体が、前記第2の熱交換器において加熱されることと、
始動モード中、
i)前記水素の流れが、前記第2の熱交換器に送られず、
ii)超臨界天然ガス(1、2)又は-100℃より低いガスが、それを冷却するために、前記第1の熱交換器に送られ、そこで、冷却された3~70絶対バールの圧力でのサイクルの中間流体(5)の流れと熱交換し、
iii)前記第1の熱交換器において冷却された前記中間流体(5)の流れが、前記第1のモードのものより低い圧縮率でそれを圧縮する前記圧縮機(C、C1)の入口に直接送られ、ここで、前記中間流体(13)のモル流量は、前記第1のモード中に前記圧縮機に送られる中間流体のモル流量の80%より少なく、
iv)前記圧縮機において圧縮された前記中間流体(15、17)が、サイクル流体として前記第1の熱交換器に送り戻されることと、
を特徴とする方法。 - 前記中間流体(5)は、50mol%より多くの窒素、好ましくは少なくとも90mol%の窒素、又は更には少なくとも99mol%の窒素を含有する、請求項1に記載の方法。
- 始動中、前記超臨界天然ガス(1、2)は、前記第1の熱交換器(E1)において疑似気化され、好ましくは、前記第1の熱交換器(E1)で0℃より高い温度まで加熱される、請求項1又は2に記載の方法。
- 始動中、-100℃より低い前記ガスは、前記第1の熱交換器(E1)において加熱され、加熱された前記ガスは、前記中間流体(5)と同じ組成を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第1の熱交換器(E1)において加熱された前記ガス(3)は、前記ガスを供給するように、前記サイクルに送られる、請求項4に記載の方法。
- 始動中、前記圧縮機(C、C1)の入口温度又は出口温度が閾値を下回った場合、前記第1の熱交換器において冷却された前記中間流体の流れは、前記タービン(E)において膨張させるために送られ、膨張した前記中間流体は、前記第2の熱交換器(E2)において加熱させるために送り戻され、次いで、前記圧縮機へと送られる、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記タービン(E)は、ブースタ(C1)に結合され、前記ブースタは、始動中、前記タービンが中間流体を膨張させた場合にのみ、前記圧縮機(C)において圧縮された流体をブーストする、請求項6に記載の方法。
- 前記圧縮機(C、C1)は、少なくとも2つのステージを備え、前記中間流体は、前記圧縮機の前記ステージ間では冷却されない、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のモード中、圧縮された中間流体(6)は、前記タービン(E)に送られる前に、前記第1の熱交換器(E1)において再び冷却され、
始動中、圧縮された中間流体は、前記第1の熱交換器において最初に冷却され、オプションでヒータ(W)によって前記第2の熱交換器の外部で加熱され、前記第1の熱交換器において再び冷却される、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 - 水素を冷却するための装置であって、
第1の熱交換器(E1)と、
液化天然ガス(1、2)又は-50℃より低い温度にある気化天然ガスのいずれかを送るための手段であって、-145℃以上の温度まで冷却された3~70絶対バールの圧力での中間流体(5)の流れとの前記第1の熱交換器(E1)における間接熱交換によって前記液化天然ガス(1、2)又は前記気化天然ガスを加熱させるように送るための手段と、
第2の熱交換器(E2)と、
-145℃以上の温度の前記中間流体の流れを送るための手段であって、前記中間流体の流れが間接熱交換によって冷却される第2の熱交換器(E2)にこの温度で導入することによって、及び/又は圧縮機(C、C1)をオプションで駆動しているタービン(E)内、若しくは弁内での膨張によって、冷却させるように送るための手段と、
ガス状の水素(23)の流れを、凝縮することなく前記第2の熱交換器において冷却させるように送るための手段と、
冷却された前記中間流体から導出されたガス状の流れ(13)を、-150℃~-90℃の温度まで前記第2の熱交換器(E2)において加熱させるように送るための手段と、 この温度において前記第2の熱交換器から前記ガス状の流れを取り出すための手段と、 -150℃~-90℃の入口温度を有する圧縮機(C、C1)と、
取り出された前記ガス状の流れを、-150℃~-90℃の入口温度を有する前記圧縮機(C、C1)に送るための手段と、
圧縮された前記中間流体(15、17)の少なくとも一部を、前記第1の熱交換器において最初に冷却させ、次いで、最大でも-110℃の温度から加熱させるように送るための手段と、ここで、加熱された前記中間流体の前記少なくとも一部は、ステップi)の前記中間流体の流れを構成する、を備える装置において、
前記第1の熱交換器において冷却された、圧縮された前記中間流体を、前記第2の熱交換器において加熱させるように送るための手段を備えることを特徴とする、装置。 - 前記タービン(E)は、ブースタ(C1)に結合される、請求項10に記載の装置。
- 前記圧縮機(C、C1)は、少なくとも2つのステージを、前記圧縮機の前記ステージ間で前記中間流体を冷却するための手段なしに備える、請求項10又は11に記載の装置。
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