7液氫的生產(chǎn)及應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-09-21 15:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在氣體液化和分離設(shè)備中，帶膨脹機的液化循環(huán)的應(yīng)用最為廣泛。膨脹機分兩種：活塞式膨脹機和透平膨脹機。中高壓系統(tǒng)采用活塞式膨脹機，低壓液化系統(tǒng)則采用透平膨脹機。美國日產(chǎn) 30 噸液氫裝置采用帶透平膨脹機的大型氫液化循環(huán)。該流程由壓力為 4mpa 和帶透平膨脹機的雙壓氫制冷循環(huán)組成，并采用常壓（ ）液氮（ 80k）和負(fù)壓（ ）液氮（ 65k）兩級預(yù)冷。在這一循環(huán)中，大部分冷量由 液氮和冷氮氣提供， 65k 以下的冷量由中壓（ ）循環(huán)氫系統(tǒng)中的透平膨脹機和高壓（ ）循環(huán)氫系統(tǒng)中的兩級節(jié)流提供。原料氫在整個液化過程中，在 6 個溫度級進行正。仲催化轉(zhuǎn)化，最后可獲得仲氫濃度大于 95％的液氫。 氦制冷氫液化循環(huán) 這種循環(huán)用氦作為制冷工質(zhì)，由氦制冷循環(huán)提供氫冷凝液化所需的冷量。航天工業(yè)總公司 101 所 1995 年從《瑞士林德公司》引進的 300l／ h 氫液化裝置采用氦制冷氫液化循環(huán)。 第 5 頁 共 9 頁 （ 1）氦制冷循環(huán)氦制冷循環(huán)是一個封閉循環(huán)，氣體氦經(jīng)單級螺桿式壓縮機 2，增壓到約 ；通過粗油分離器 3，將大部分油分離出去；氦氣在水冷熱交 換器 4 中被冷卻；氦中的微量殘油由殘油清除器 6 和活性炭除油器 8 徹底清除。干凈的壓縮氦氣進入冷箱內(nèi)的第一熱交換器10，在此被降溫至 97k。通過液氮冷卻的第 二熱交換器 1低溫吸附器 13 和第三熱交換器 15，氦氣進一步降溫到 52k。利用兩臺串聯(lián)工作的透平膨脹機 14 和 21 獲得低溫冷量。從透平膨脹機 21 出來的溫度為 25k（ 20k）、壓力為 的氦氣，通過處于氫浴 23 內(nèi)、包圍著最后一級正。仲氫轉(zhuǎn)化器的冷凝盤管。從 冷凝盤管出來的回流氦，以次流過熱交換器 2 1 1 1和 11 的低壓通道，冷卻高壓氦和原料氫。復(fù)溫后的氦氣被壓機吸人再壓縮，進行下一循環(huán)。 （ 2）氫循環(huán)來自純化裝置、壓力大于 的氫氣，通過熱交換器 10 和 11 被冷卻到 79k。以此溫度，通過兩個低溫純化器 9 中的一個（一個工作的同時另一個再生），氫中的微量雜質(zhì)將被吸附。離開純化器以后，氫氣進入沉浸在液氮槽中的第一正一仲氫轉(zhuǎn)化器 12。離開該轉(zhuǎn)化器時，溫度約為 79k，仲氫濃度為48％左右。在其后的熱交換器和轉(zhuǎn)化器中
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