¿Qué es un sistema de licuefacción de hidrógeno?

Flujo del proceso:
El hidrógeno de la materia prima ingresa a la caja fría, es enfriado previamente por el intercambiador de calor primario HX-1 enfriado previamente por nitrógeno frío, y luego ingresa al intercambiador de calor secundario HX-2 enfriado previamente por nitrógeno líquido para enfriar, y luego ingresa el intercambiador de calor positivo primario empapado en nitrógeno líquido. Convertidor de parahidrógeno para conversión a temperatura constante. El hidrógeno convertido se enfría mediante los intercambiadores de calor HX-3 y HX-4 de tercera y cuarta etapa, y luego ingresa al convertidor normal y parahidrógeno de segunda etapa para la conversión adiabática y, al mismo tiempo, regresa a la cuarta etapa. intercambiador de calor de etapas HX-4 para enfriamiento después del calentamiento exotérmico. . El hidrógeno enfriado es enfriado por los intercambiadores de calor de quinta y sexta etapa HX-5 y HX-6, y luego ingresa al convertidor de parahidrógeno normal de tercera etapa para la conversión adiabática y, al mismo tiempo, regresa a la sexta etapa. intercambiador de calor HX-6 para enfriamiento después del calentamiento exotérmico. . El hidrógeno enfriado es enfriado por el intercambiador de calor de siete etapas HX-7, luego enfriado por la válvula J-T, y luego enfriado por el intercambiador de calor de octava etapa HX-8, y luego ingresa al convertidor normal y de parahidrógeno de cuarta etapa para conversión adiabática, mientras libera calor. Después del calentamiento, regresa al intercambiador de calor de ocho etapas HX-8 y luego del enfriamiento ingresa al Dewar de almacenamiento de hidrógeno líquido. El helio de alta presión descargado del compresor de tornillo de helio es enfriado por el enfriador de agua y luego enfriado previamente por el intercambiador de calor primario HEX1 enfriado previamente por nitrógeno frío, y luego ingresa al intercambiador de calor secundario HX-2 enfriado previamente por nitrógeno líquido. Luego ingrese a los intercambiadores de calor de tercera y cuarta etapa HX-3 y HX-4 para enfriar a una temperatura más baja, y luego pase a través de turbinas de dos etapas en serie. Intercambiador de calor de ocho etapas HX-8 entrada lateral de baja presión. El gas de helio de baja temperatura y baja presión refluido fluye en contracorriente a través de los intercambiadores de calor de la octava a la primera etapa (HX-8 ~ HX-1) para recuperar la capacidad de frío, y luego sale de la caja fría y luego regresa a la succión. final del compresor para la recirculación.

Fig. 2 Sistema de licuefacción de hidrógeno e intercambiador de calor de aletas de placas de acero para campo de baja temperatura

Ventaja comparativa:

La soldadura por difusión no tiene soldadura, resistencia a altas y bajas temperaturas (-200 ℃ ~ 900 ℃), alta compacidad, alta eficiencia de intercambio de calor, baja tasa de fuga (1*10-9Pa·m3/s) y alta resistencia de soldadura (10MPa) . Al mismo tiempo, la soldadura secundaria no tiene efecto sobre la soldadura del núcleo y otras ventajas.

Ventajas comparativas: Los intercambiadores de calor utilizados en el sistema de licuefacción de hidrógeno doméstico son principalmente intercambiadores de calor de aletas de placas de aleación de aluminio. Debido a los estrictos requisitos sobre la tasa de fuga de los productos, las placas de los intercambiadores de calor de aleta de placa de aleación de aluminio se seleccionan para que sean gruesas, de gran tamaño, pesadas y los problemas de soldadura, como las fugas, no son fáciles de reparar. Los intercambiadores de calor de aletas de placas de aleación de aluminio y las tuberías de acero inoxidable enfrentarán dificultades como la soldadura de aleaciones de aluminio y aceros inoxidables.
The first domestic large-scale hydrogen liquefaction system developed and produced by Shenshi uses a diffusion welded stainless steel plate-fin heat exchanger to solve many of the above problems and fill the gap of steel plate-fin heat exchangers in the domestic hydrogen liquefaction field.