氦循环制冷液氢生产工艺及其运行稳定性分析

目前,世界上液氢生产工艺按制冷方式来划分,主要分为:节流制冷,氢循环制冷,氦循环制冷三种,其中氦循环制冷工艺被公认为是效率相对高、安全可靠性最强的一种。氦循环制冷液氢生产工艺是在辅助单元如真空系统、预冷系统、电力自控系统等的协助下,利用氦气作为冷载体,经过升压、除油、预冷、除杂、膨胀制冷、冷传递、返回压缩的循环,将冷量通过换热器隔层逐级传递给氢气,使其降温至液化的一门技术。当今,能自主研发制造液氢生产装置的国家有德国、法国、美国、日本等,本文以法国法液空公司研发的1.5m3/h液氢生产装置为例,重点对生产工艺及其运行稳定性进行分析。

北京航天试验技术研究所低温技术研究室

北京航天试验技术研究所低温技术研究室是在20世纪60年代初由钱学森先生亲自倡导和支持建立的，具有40多年氢气、液氢的研究、生产经历。现拥有两套制氢设备，产品纯度可达99．9999％，经膜压机后最高压力可达100MPa；拥有世界一流的氢液化设备，采用氦制冷循环，两级透平膨胀，仲氢含量98％以上。