【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液氢储运领域，具体地说，涉及一种应用于液氢工厂的装车系统。
技术介绍
1、近年来，氢能发展已经上升为国家战略。与气态储氢和固态储氢相比，液氢具有纯度高、远距离输运成本低、加注效率高等优势，在国内呈良好发展势头，一批氢液化项目纷纷落地。
2、液氢工厂中，液氢装车多采用潜液泵，泵的制造成本高且国产化程度低。采用潜液泵将液氢由液氢储罐转输至液氢槽车，由于泵对液氢做功，泵出口液氢温度将升高，给槽车中的液氢存储带来一定的不利影响，为使得液氢稳定存储，加注完成后槽车所需的静置时间延长。加注过程中产生闪蒸气(boil off gas，bog)，不仅消耗了电能，而且造成液氢损耗。
3、专利cn211624858u公开了一种液氢充装的装置，包括液氢输送、低温氢气输运、管道气体置换和系统管道抽真空四部分组成。该装置采用液氢泵从液氢储槽向液氢拖车充装液氢，操作过程产生的闪蒸气(bog)直接向大气排空，存在一定的液氢损耗。
4、专利cn113775923a公开了一种液氢加注系统，该系统包含能储存液氢且能对液氢进行增压的液氢储存增压装置，加注过程中产生的bog返回至液氢储存装置，该系统未结合液氢工厂相关设施考虑储存装置内超压排放氢气的回收利用。
5、专利cn113944872a公开了一种海上液氢加注系统，该系统包括浮式平台、加注臂和控制模块，浮式平台上设置有液氢储罐，加注臂与液氢储罐通过加注管路连通设置，加注臂设置于浮式平台上，加注臂的端部设置有加注装置，加注装置能够连接船舶的注液口以进行液氢
技术实现思路
1、为了解决现有液氢工厂装车过程设置潜液泵造价高且过泵存在温升并产生 bog损耗的问题，本专利技术提供了一种应用于液氢工厂的装车系统。
2、本专利技术提供了一种应用于液氢工厂的装车系统，该系统包括氢气纯化装置、氢气压缩机、氢液化装置、液氢储罐、液氢气化器和液氢槽车；所述氢气压缩机入、出口分别与所述氢气纯化装置出口端和所述氢液化装置入口相连接，所述氢气纯化装置用于氢气提纯、过滤等，使之满足氢气液化的纯度要求，所述氢气压缩机用于氢气液化前增压；所述氢液化装置出口与所述液氢储罐的底部和顶部进液口连通，液氢储罐底部出液口与所述液氢槽车液相进口连通，液氢储罐底部出液口高于所述液氢槽车液相进口，所述氢液化装置通过一定的工艺流程实现氢气的液化和正-仲氢转化，所述液氢储罐用于以真空绝热方式储存低温液氢；所述液氢气化器入口与所述液氢储罐底部出液口管道连接，所述液氢气化器出口与所述液氢储罐顶部气相增压口连通，所述液氢气化器采用空温式换热器，将部分液氢升温汽化为气态氢气；所述液氢槽车用于运输液氢，液氢槽车气相口与所述液氢储罐的顶部气相增压口连通；所述液氢储罐顶部设bog 回收口，与所述氢气压缩机入口端上游、所述氢气纯化装置出口端下游管道连通。
3、作为改进的方案，所述氢液化装置通过一定的工艺流程实现氢气的液化和正-仲氢转化，所述的一定的工艺流程包括但不限于氮预冷循环、氦预冷循环、 j-b预冷循环、混合制冷剂预冷循环、lng预冷循环和级联循环等；所述的正- 仲氢转化采用的催化剂包括但不限于：氧化铁、二氧化铬、含水氧化铁(hfo)、硅胶负载的镍和硅胶负载的氧化铬等。
4、作为进一步改进的方案，在所述液氢储罐的底部进料管道、顶部进料管道和底部出液管道上设置可远程操作的切断阀。
5、作为更进一步改进的方案，在液所述氢气化器入口管道上设手动切断阀和压力联锁流量调节阀。
6、作为更进一步改进的方案，在所述液氢气化器出口管道上设联锁压力检测装置、手动切断阀和止回阀。
7、作为更进一步改进的方案，在所述液氢储罐顶部bog回收管道上设手动切断阀和止回阀。
8、作为更进一步改进的方案，在所述液氢槽车气相出口管道上设手动切断阀。
9、本专利技术提供的一种应用于液氢工厂的装车系统的工作过程原理为：
10、原料氢气经氢气纯化装置提纯、过滤满足氢液化要求后经氢气压缩机增压后进入氢液化装置完成液化和正-仲氢转化，氢液化装置产液氢通过液氢储罐底部、顶部进液口进入液氢储罐储存；由液氢储罐给液氢槽车充装液氢时，先开启液氢槽车气相返回线上的阀门，使液氢槽车内气相与液氢储罐内气相达到压力平衡，然后关闭液氢槽车气相返回线上的阀门；往槽车内充装液氢时，先利用液氢储罐底部出液口与槽车液位的高度差产生的压差将液氢从液氢储罐输送至槽车，当槽车内压力升高且此部分压差不足以克服液氢储罐底部出液口至液氢槽车液相进口之间的管道摩阻时，开启液氢气化器入口阀门，部分液氢经气化器换热后转化成气相并进入液氢储罐内，使得液氢储罐内压力升高，从而将液氢储罐内的液氢压送至槽车直至充装完成；液氢气化器入口设流量调节阀，调节阀开度与气化器出口管道上压力联锁，通过调节调节阀开度控制气化器出口压力，从而实现液氢储罐内压力控制；液氢储罐顶部设置bog回收管道，当液氢储罐内超压时，开启bog回收管道上的阀门，液氢储罐内气相返回至氢气压缩机上游，与氢气纯化装置出口氢气混合后进入压缩机增压后进入氢液化装置进行液化，实现bog回收利用。气化器出口管道设置止回阀，防止液氢储罐内气相反窜入气化器；bog回收管道上设置止回阀，防止氢气纯化装置出口氢气窜入液氢储罐内。
11、本专利技术具有如下有益效果：
12、1)利用重力+气化器增压结合的方式完成液氢装车，造价低；
13、2)液氢储罐内的bog返回至氢气纯化装置出口下游，经压缩机增压后至氢液化装置，实现了bog的回收利用，减少放散损失；
14、3)液氢气化器可选用空温式气化器，能耗低；
15、4)液氢储罐进、出液管道采用可远程操作的切断阀，液氢气化器出口管道压力与入口管道流量联锁，在保障安全的同时提高自动化水平。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种应用于液氢工厂的装车系统，其特征在于：该系统包括氢气纯化装置、氢气压缩机、氢液化装置、液氢储罐、液氢气化器和液氢槽车；所述氢气压缩机入、出口分别与所述氢气纯化装置出口端和所述氢液化装置入口相连接；所述氢液化装置出口与所述液氢储罐的底部和顶部进液口连通，液氢储罐底部出液口与所述液氢槽车液相进口连通，液氢储罐底部出液口高于所述液氢槽车液相进口；所述氢液化装置通过一定的工艺流程实现氢气的液化和正-仲氢转化，所述液氢储罐用于以真空绝热方式储存低温液氢；所述液氢气化器入口与所述液氢储罐底部出液口管道连接，所述液氢气化器出口与所述液氢储罐顶部气相增压口连通，所述液氢气化器采用空温式换热器，将部分液氢升温汽化为气态氢气；液氢槽车气相口与所述液氢储罐的顶部气相增压口连通；所述液氢储罐顶部设BOG回收口，与所述氢气压缩机入口端上游、所述氢气纯化装置出口端下游管道连通。
2.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：所述氢液化装置通过一定的工艺流程实现氢气的液化和正-仲氢转化，所述的一定的工艺流程包括但不限于氮预冷循环、氦预冷循环、J-B预冷循环、混合制冷剂预冷循环、LNG预冷循
3.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：在所述液氢储罐的底部进料管道、顶部进料管道和底部出液管道上设置可远程操作的切断阀。
4.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：在所述液氢气化器入口管道上设手动切断阀和压力联锁流量调节阀。
5.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：在所述液氢气化器出口管道上设联锁压力检测装置、手动切断阀和止回阀。
6.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：在所述液氢储罐顶部BOG回收管道上设手动切断阀和止回阀。
7.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：在所述液氢槽车气相出口管道上设手动切断阀。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于液氢工厂的装车系统，其特征在于：该系统包括氢气纯化装置、氢气压缩机、氢液化装置、液氢储罐、液氢气化器和液氢槽车；所述氢气压缩机入、出口分别与所述氢气纯化装置出口端和所述氢液化装置入口相连接；所述氢液化装置出口与所述液氢储罐的底部和顶部进液口连通，液氢储罐底部出液口与所述液氢槽车液相进口连通，液氢储罐底部出液口高于所述液氢槽车液相进口；所述氢液化装置通过一定的工艺流程实现氢气的液化和正-仲氢转化，所述液氢储罐用于以真空绝热方式储存低温液氢；所述液氢气化器入口与所述液氢储罐底部出液口管道连接，所述液氢气化器出口与所述液氢储罐顶部气相增压口连通，所述液氢气化器采用空温式换热器，将部分液氢升温汽化为气态氢气；液氢槽车气相口与所述液氢储罐的顶部气相增压口连通；所述液氢储罐顶部设bog回收口，与所述氢气压缩机入口端上游、所述氢气纯化装置出口端下游管道连通。
2.根据权利要求1所述的装车系统，其特征在于：所述氢液化装置通过一定的工艺流程实...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈泷，徐兴文，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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