JP3521360B2 - 液体水素の製造方法及び装置 - Google Patents

液体水素の製造方法及び装置

Info

Publication number
JP3521360B2
JP3521360B2 JP29999494A JP29999494A JP3521360B2 JP 3521360 B2 JP3521360 B2 JP 3521360B2 JP 29999494 A JP29999494 A JP 29999494A JP 29999494 A JP29999494 A JP 29999494A JP 3521360 B2 JP3521360 B2 JP 3521360B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
hydrogen gas
liquid
ortho
para
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29999494A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08159653A (ja
Inventor
一帆 岩本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Nippon Sanso Corp filed Critical Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority to JP29999494A priority Critical patent/JP3521360B2/ja
Publication of JPH08159653A publication Critical patent/JPH08159653A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3521360B2 publication Critical patent/JP3521360B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/001—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • F25J1/0037—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work of a return stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0045—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by vaporising a liquid return stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F25J1/0224—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop in combination with an internal quasi-closed refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F25J2270/06—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop with multiple gas expansion loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/34—Details about subcooling of liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体水素の製造方法及
び装置に関し、詳しくは、圧縮機で圧縮した水素ガスを
熱交換器で冷却しながらオルソ−パラ変換を行い、ジュ
ールトムソン膨張させて液体水素を製造する方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、液体水素を製造する方式として、ヘリウムの寒冷を
利用したヘリウムブライトン方式と、水素自体から寒冷
を得るクロード方式とが知られている。前記ヘリウムブ
ライトン方式は、ヘリウムガスを圧縮後、膨張タービン
で断熱膨張させて寒冷を発生させ、この寒冷により水素
を冷却し、ジュールトムソン膨張によって液体水素を生
成させるもので、クロード方式は、圧縮した水素ガスを
膨張タービンで断熱膨張させて得た寒冷と、ジュールト
ムソン膨張によって発生した寒冷とを利用して水素を冷
却し、ジュールトムソン膨張によって液体水素を生成す
るものである。
【０００３】このような液体水素の製造において、水素
の臨界圧力は、ヘリウムに比べて非常に高い約１３気圧
であり、また、比熱が最大となる圧力も約１５気圧付近
で、その値もヘリウム等に比べて著しく大きくなる。こ
のような水素の特性から、原料水素ガスの供給圧力は、
２０〜４０気圧とするのが一般的である。また、水素を
液化するに際しては、冷却過程でオルソ−パラ変換を行
ってパラ水素に変換する必要がある。
【０００４】しかし、従来の液化法では、オルソ−パラ
変換を必要とする水素の冷却液化系統において、ジュー
ルトムソン膨張による寒冷の発生に頼るだけで、水素ガ
スの高い供給圧力の効果的な利用がなされておらず、そ
の結果、リサイクル側の流量が多くなり、圧縮動力及び
電力費の増加につながっていた。
【０００５】一方、特公平３−１９４７１号公報に記載
された水素の液化方法では、水素の冷却液化系統に濃密
流体エクスパンダーを設けて水素を液化することが記載
されている。しかし、この濃密流体エクスパンダーにお
ける入口側の水素は超臨界状態であるが、出口側は気液
二層流である。ところが、このような気液二層流用の膨
張タービンは、タービンの構造上、破損し易く、実用装
置には一般的でなく採用し難い。さらに、気液二層流
は、一般に、状態が不安定であり、熱交換器等の構成機
器の設計，製作に困難を伴う場合が多い。
【０００６】そこで本発明は、冷却液化系統に供給され
る水素が有する高い圧力を有効に利用し、効率良く、経
済的に液体水素を製造することができる方法及び装置を
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の液体水素の製造方法は、臨界圧力以上に
圧縮した水素ガスを冷却後、膨張させて液化する液体水
素の製造方法であって、水素の冷却液化系統に設けた膨
張タービンに前記水素ガスを導入して臨界圧力以上の圧
力に膨張させて導出し、該膨脹タービン導出後の水素ガ
スを断熱オルソ−パラ変換することを特徴としている。
【０００８】また、本発明の液体水素の製造装置は、臨
界圧力以上に圧縮した水素ガスを冷却後、膨張させて液
化する液体水素の製造装置であって、水素の冷却液化系
統に、前記水素ガスを臨界圧力以上の圧力に膨張させる
膨張タービンを設けるとともに、該膨張タービンの出口
に膨張後の水素ガスを断熱オルソ−パラ変換する断熱オ
ルソ−パラ変換器を設けたことを特徴としている。
【０００９】
【作 用】上記構成によれば、冷却液化系統に供給され
た水素の高い圧力を、膨張タービンで寒冷として取出す
ことができる。このとき、膨張タービン出口側の圧力
（吐出圧力）を臨界圧力以上に保つことにより、気液二
層流にはならないので、安定した状態で水素を取出すこ
とができ、膨張タービン等の機器の設計，製作も容易に
行うことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す一実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図１は、本発明方法を適用
した液体水素製造装置の一実施例を示すもので、この液
体水素製造装置は、原料水素供給経路１１に連続する水
素冷却液化系統２１に、原料水素ガスを冷却するための
複数の熱交換器３１，３２，３３，３４と、各冷却段階
に応じて水素のオルソ−パラ変換を行うための複数のオ
ルソ−パラ変換器４１，４２，４３，４４，４５，４６
と、水素ガスを断熱膨張させる膨張タービン５１と、水
素ガスをジュールトムソン膨張させて過冷状態の液体水
素を生成するジュールトムソン弁（ＪＴ弁）６１と、原
料水素ガスを冷却するための液体窒素溜７１と、ＪＴ弁
６１で生成した気液二層流状態の水素を凝縮し、冷却
し、オルソ−パラ変換を行うための液体水素溜８１とが
設けられるとともに、この水素冷却液化系統２１から分
岐した水素を利用して寒冷を発生させるための設備とし
て、２台の膨張タービン５２，５３と、前記液体水素溜
８１の液体水素を発生させるためのＪＴ弁６２と、膨張
タービン５２，５３及び液体水素溜８１から寒冷源とし
て循環する水素を圧縮して原料水素に合流させるための
直列に接続された低圧用及び高圧用の２台の循環圧縮機
９１，９２とにより構成されている。
【００１１】図示しない圧縮機により臨界圧力以上の所
定の圧力、例えば３０気圧まで圧縮されて原料水素供給
経路１１から供給される原料水素ガスは、循環圧縮機９
１，９２で圧縮された循環水素ガスと合流して水素冷却
液化系統２１に導入され、最初に、第１の熱交換器３１
で、後述の戻り水素及び液体窒素溜７１からの低温窒素
ガスと熱交換を行い、液体窒素温度程度（約８０Ｋ）ま
で冷却される。第１の熱交換器３１を導出した水素ガス
は、ここで循環用の水素ガスが経路２２に分岐し、残り
の水素ガスは、液体窒素溜７１内に設けられた第１のオ
ルソ−パラ変換器４１に導入され、液体窒素温度に応じ
たオルソ−パラ変換が行われる。
【００１２】上記オルソ−パラ変換器４１を導出した水
素ガスは、第２，第３の熱交換器３２，３３に設けたオ
ルソ−パラ変換器４２，４３の通路を通り、戻り水素に
より更に冷却されるとともに、冷却温度に応じて連続オ
ルソ−パラ変換が行われる。
【００１３】第３の熱交換器３３を導出した超臨界圧力
状態の水素ガスは、膨張タービン５１に導入され、ここ
で臨界圧力の約１３気圧付近まで断熱膨張して寒冷を発
生する。膨張後の超臨界状態の水素ガスは、断熱オルソ
−パラ変換器４４で断熱オルソ−パラ変換した後、熱交
換器３４のオルソ−パラ変換器４５の通路で更に冷却さ
れるとともに連続オルソ−パラ変換され、ＪＴ弁６１で
約１．２気圧までジュールトムソン膨張を行い、気液二
層混合状態の水素が生成する。
【００１４】生成した気液二層混合状態の液体水素は、
液体水素溜８１で更に冷却され、液体水素溜８１内に設
けられたオルソ−パラ変換器４６で更にオルソ−パラ変
換した後、液体水素採取経路１２から製品液体水素とし
て取出される。
【００１５】一方、第１の熱交換器３１を導出して経路
２２に分岐した水素ガスは、更にその一部が経路２３に
分岐して膨張タービン５２に導入され、約４気圧まで断
熱膨張して寒冷を発生する。また、第２の熱交換器３２
の出口で更に一部の水素ガスが経路２４に分岐し、膨張
タービン５３に導入されて約４気圧まで断熱膨張し、寒
冷を発生する。膨張タービン５２，５３で寒冷を発生し
た水素ガスは、熱交換器を逆方向に戻って寒冷を原料水
素ガスに与えた後、循環圧縮機９２に吸引されて圧縮さ
れ、原料水素供給経路１１からの原料水素ガスと合流す
る。
【００１６】また、経路２２から熱交換器３２，３３，
３４を経た水素ガスは、ＪＴ弁６２で約１．１気圧まで
ジュールトムソン膨張を行い、気液二層流となって液体
水素溜８１内に流入する。液体水素溜８１内の飽和水素
ガスは、経路２５に導出されて熱交換器３４，３３，３
２，３１を順次戻り、寒冷を原料水素ガスに与えた後、
循環圧縮機９１，９２で圧縮されて循環する。
【００１７】なお、熱交換器３２，３３，３４に設けた
オルソ−パラ変換器４２，４３，４５は、熱交換器通路
内にオルソ−パラ変換触媒を充填したものである。ま
た、液体窒素溜７１には、経路７２から液体窒素が供給
されている。
【００１８】上述のように、水素冷却液化系統２１に、
超臨界圧力状態の水素ガスを超臨界圧力状態に保持した
まま臨界圧力付近まで断熱膨張させる膨張タービン５１
を設けたことにより、原料水素ガスが有する圧力を有効
に利用して寒冷を発生させることができ、原料水素ガス
を冷却するために必要な寒冷量、すなわち、水素冷却液
化系統２１から分岐して膨張タービン５２，５３に向か
う水素ガス及びＪＴ弁６２を経て液体水素溜８１に向か
う水素量を低減することができ、原料水素供給経路１１
から供給される原料水素ガスを効率良く、経済的に液化
することができる。
【００１９】さらに、膨張タービン５１の出口側に断熱
オルソ−パラ変換器４４を設けて断熱オルソ−パラ変換
することにより、後段の熱交換器３４における熱交換を
確実に行うことができる。すなわち、膨張タービン５１
を導出した水素ガスは、膨張タービン５１導入前のパラ
濃度のままであり、このまま後段の熱交換器３４に流入
した場合、パラ濃度が膨張後の温度に対応した平衡パラ
濃度になっていないため、この熱交換器３４での熱交換
に支障を来すことがあるが、膨張タービン５１の出口側
でオルソ−パラ変換を行って平衡パラ濃度とすることに
より、多少の温度上昇はあるものの安定した状態での熱
交換を行うことができる。
【００２０】なお、本明細書においては、膨張機として
近年一般的に使用されている膨張タービンを用いている
が、従来の往復式膨張機を用いることも可能である。ま
た、循環用水素の分岐位置は、上記実施例に限らず、例
えば、第１の熱交換器に導入する前に分岐することもで
きる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水素冷却液化系統に設けた膨張タービンで水素ガスを臨
界圧力付近まで断熱膨張させて寒冷を発生させるので、
水素冷却液化系統に供給される原料水素ガスが有する高
い圧力を寒冷として有効に取出すことができ、効果的に
利用することができる。これにより、プロセスの効率が
向上し、より少ない動力で水素を液化することが可能と
なる。
【００２２】また、断熱膨張後の圧力を臨界圧力以上に
したことにより、不安定な気液二層流となることがな
く、安定した状態の流体となるので、プロセスの設計
上、また、装置の設計，製作上、取扱いが容易であり、
本発明の超臨界タービンを採用することにより、長期間
使用可能な実用装置の製作が可能になる。
【００２３】さらに、膨張タービンの出口で断熱的にオ
ルソ−パラ変換を行うことにより、後段の熱交換器での
熱交換を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
１１…原料水素供給経路、２１…水素冷却液化系統、３
１，３２，３３，３４…熱交換器、４１，４２，４３，
４４，４５，４６…オルソ−パラ変換器、５１，５２，
５３…膨張タービン、６１，６２…ジュールトムソン弁
（ＪＴ弁）、７１…液体窒素溜、８１…液体水素溜、９
１，９２…循環圧縮機

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 臨界圧力以上に圧縮した水素ガスを冷却
    後、膨張させて液化する液体水素の製造方法であって、
    水素の冷却液化系統に設けた膨張タービンに前記水素ガ
    スを導入して臨界圧力以上の圧力に膨張させて導出し、
    該膨脹タービン導出後の水素ガスを断熱オルソ−パラ変
    換することを特徴とする液体水素の製造方法。
  2. 【請求項２】 臨界圧力以上に圧縮した水素ガスを冷却
    後、膨張させて液化する液体水素の製造装置であって、
    水素の冷却液化系統に、前記水素ガスを臨界圧力以上の
    圧力に膨張させる膨張タービンを設けるとともに、該膨
    張タービンの出口に膨張後の水素ガスを断熱オルソ−パ
    ラ変換するオルソ−パラ変換器を設けたことを特徴とす
    る液体水素の製造装置。
JP29999494A 1994-12-02 1994-12-02 液体水素の製造方法及び装置 Expired - Fee Related JP3521360B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29999494A JP3521360B2 (ja) 1994-12-02 1994-12-02 液体水素の製造方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29999494A JP3521360B2 (ja) 1994-12-02 1994-12-02 液体水素の製造方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08159653A JPH08159653A (ja) 1996-06-21
JP3521360B2 true JP3521360B2 (ja) 2004-04-19

Family

ID=17879465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29999494A Expired - Fee Related JP3521360B2 (ja) 1994-12-02 1994-12-02 液体水素の製造方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3521360B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014108369B4 (de) * 2014-06-13 2019-01-24 Technische Universität Dresden Verfahren und vorrichtung zur einstellung von konzentrationsverhältnissen von ortho- zu parawasserstoff
JP7412073B2 (ja) * 2018-03-29 2024-01-12 川崎重工業株式会社 液体水素製造設備及び水素ガス製造設備
CN108444213B (zh) * 2018-05-28 2023-09-26 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 氢气液化装置中的净化装置
CN108744870B (zh) * 2018-05-28 2019-05-21 张家港富瑞氢能装备有限公司 氢气液化过程中的氢气净化工艺
JP7134013B2 (ja) * 2018-08-07 2022-09-09 川崎重工業株式会社 液体水素製造設備
CN113503692A (zh) * 2021-07-01 2021-10-15 中国科学院理化技术研究所 氢液化系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765813A (en) * 1987-01-07 1988-08-23 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen liquefaction using a dense fluid expander and neon as a precoolant refrigerant
FR2668583B1 (fr) * 1990-10-26 1997-06-20 Air Liquide Procede de liquefaction d'un gaz et installation de refrigeration.

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08159653A (ja) 1996-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1142846A (en) Method of and system for refrigerating a fluid to be cooled down to a low temperature
US3194026A (en) Power-refrigeration system
JP3947565B2 (ja) 加圧製品ガスの可変生成方法及び装置
EP0142899B1 (en) A method for liquefying a gas, in particular a natural gas
EP3368631B1 (en) Method using hydrogen-neon mixture refrigeration cycle for large-scale hydrogen cooling and liquefaction
US4346563A (en) Super critical helium refrigeration process and apparatus
US3735601A (en) Low temperature refrigeration system
JP2017223436A (ja) 液化プロセスにおける冷却のための方法及び装置
JP4041036B2 (ja) 超臨界冷却システム
KR940000732B1 (ko) 영구가스 스트림(stream) 액화방법
JP3521360B2 (ja) 液体水素の製造方法及び装置
JP3486786B2 (ja) 液体水素の製造方法及び装置
US6170290B1 (en) Refrigeration process and plant using a thermal cycle of a fluid having a low boiling point
JP4429552B2 (ja) 液体水素の製造システム
JP4142559B2 (ja) ガスの液化装置およびガスの液化方法
CN216384787U (zh) 一种氢气液化设备及系统
JP2001141359A (ja) 空気分離装置
KR20230171430A (ko) 수소 또는 헬륨 액화 처리에서 사전냉각을 위한 시스템 및 방법
JP3660748B2 (ja) ネオンを用いた水素液化方法及び装置
KR20230104881A (ko) 극저온에서 수소를 생성하기 위한 설비 및 방법
KR20230104898A (ko) 극저온에서 수소를 생성하기 위한 설비 및 방법
JPH06241647A (ja) 水素液化装置及びスラッシュ水素製造装置
JPH0668430B2 (ja) 液体空気製造装置
RU2073181C1 (ru) Система для ожижения газа (варианты)
JPH09170834A (ja) ヘリウム冷凍システム

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040129

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees