PFHE型五级液氮预冷氢膨胀与四级氦膨胀氢液化工艺研究

研究了以板翅式换热器(PFHE)为核心的30万方/天五级液氮(LN_(2))预冷氢膨胀制冷氢液化系统和四级氦膨胀制冷氢液化系统的原理和工艺流程,两种氢液化工艺均可将氢气液化为-252℃的液氢(LH_(2));给出了两种氢液化工艺具体参数和主液化装备板翅式换热器的设计计算方法;借助制冷效率、压力损失等主要参数理论计算和两种工艺的特点进行优劣对比。研究表明:针对30万方/天PFHE型氢液化工艺,液氮预冷氢膨胀制冷氢液化工艺制冷效率高、压力损失少、集约性好、可同时制取液氢和液氮两种低温工质,但系统工艺复杂,设备数量众多;氦膨胀制冷氢液化工艺流程简单,功能单一,但集约性差。