[实用新型]一种利用氯碱副产气制备液氢的系统

说明书

本实用新型公开了一种利用氯碱副产气制备液氢的系统，包括：氯碱副产氢气处理单元和氢液化单元；氯碱副产氢气处理单元包括：氯碱副产氢气源、氢气压缩机及PSA系统；氯碱副产氢气源内储存有氯碱副产氢气；氢气压缩机用于对氯碱副产氢气进行压缩；PSA系统为变压吸附系统，用于对氯碱副产氢气进行纯化处理；氢液化单元包括：冷箱、液氮容器、氦气压缩系统及液氢容器；冷箱用于给纯化后的氢气降温并液化形成液氢；液氮容器用于给冷箱提供冷量将冷箱内的氢气预冷；氦气压缩系统用于给冷箱提供循环氦气，将冷箱内的氢气进一步降温并液化，形成液氢；液氢容器用于储存液化后的液氢；该系统能够将氯碱副产氢气通过压缩、净化、降温及液化处理，得到液氢。

技术领域

本实用新型属于氢气液化技术领域，具体涉及一种利用氯碱副产气制备液氢的系统。

背景技术

随着能源危机和环境危机的日益严重，氢能由于清洁无污染等优点，是人类未来最理想的能源，越来越受到世界各国的重视。

在氢源方面，我国当前氢气来源以化石能源制氢为主，电解水制氢为辅。化石能源制氢成本低，但是产品氢气含杂质较多；电解水制氢成本高，但是纯度高。化石能源制氢中又包括煤制氢、石油或天然气重整制氢、甲醇或液氨裂解制氢等。其中煤制氢碳排放高，且含硫量高，如用于燃料电池会导致燃料电池催化剂中毒，对脱硫技术要求高，如应用脱硫装置进行处理，会增加额外的成本，其对技术标准的要求也很高；石油和天然气蒸汽重整制氢的碳排放较高，未来可以考虑通过碳捕捉技术减少碳排放；甲醇裂解和液氨裂解成本较氯碱制氢高50％左右；氯碱制氢工艺成本适中，且环保性能较好，生产的氢气纯度高，目前而言适用于大规模制取燃料电池所使用的氢气原料，也是可实现度最高的氢气来源。

在氢的大规模运输方面，将氢气液化后进行储运和运输可以提高储运的效率，与传统的高压储运相比，具有规模大、长距离运输成本低、纯度有保障、安全性更高等优点。

氢液化系统是液氢生产的关键设备，关系到氢液态储运产业链的打通以及技术的推广应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种利用氯碱副产气制备液氢的系统，能够将氯碱副产氢气通过压缩、净化、降温及液化处理，得到液氢。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种利用氯碱副产气制备液氢的系统，包括：氯碱副产氢气处理单元和氢液化单元；

所述氯碱副产氢气处理单元包括：顺序连接的氯碱副产氢气源、氢气压缩机及PSA系统；

所述氯碱副产氢气源内储存有氯碱副产氢气；所述氢气压缩机用于对氯碱副产氢气进行压缩；所述PSA系统为变压吸附系统，用于对氯碱副产氢气进行纯化处理；

所述氢液化单元包括：冷箱、液氮容器、氦气压缩系统及液氢容器；

所述冷箱用于给纯化后的氢气降温并液化形成液氢；所述冷箱设有三个输入端和两个输出端；所述冷箱的一个输入端与PSA出口缓冲罐连接，冷箱的另两个输入端分别与液氮容器和氦气压缩系统的出口连接，冷箱的一个输出端与氦气压缩系统的入口连接；所述冷箱的另一个输出端与液氢容器连接；所述液氮容器用于给冷箱提供冷量将冷箱内的氢气预冷；所述氦气压缩系统用于给冷箱提供循环氦气，在冷箱内进行膨胀制冷，将冷箱内的氢气进一步降温并液化，形成液氢，膨胀后的氦气输出回氦气压缩系统；所述液氢容器用于储存液化后的液氢。

进一步的，所述氯碱副产氢气处理单元还包括：所述原料气缓冲罐、压缩机出口缓冲罐及PSA出口缓冲罐；

所述原料气缓冲罐安装在氯碱副产氢气源与氢气压缩机之间；

所述压缩机出口缓冲罐安装在氢气压缩机及PSA系统之间；

所述PSA出口缓冲罐安装在PSA系统的输出端与冷箱的一个输入端之间；