中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功

发布日期:2022/12/31  来源:中国气协  本站有 人浏览 分享到:
近日,中科富海首套具有自主知识产权的国产1.5TPD氢液化装置在安徽阜阳调试成功,顺利产出液氢产品,产品纯度达到99.9999%,产量及纯度均达到设计指标要求。该工程是由中科富海参与建设的首个国产、民用、获得生产许可的工业应用装置,立足于降低氢气储运成本、提高氢能供给能力、解决长距离氢气运输成本问题。本项目的成功实施有助于打破国际封锁,推动中国液氢产业技术进步,带动我国新能源、交通、电子、石油、化工生产等相关行业发展,并为优化阜阳市能源结构和碳达峰碳中和起到助力推动作用。

中科富海1.5TPD氢液化装置是采用液氮预冷,以及两级氦气体轴承透平膨胀机组成的氦气制冷循环实现制冷,然后将氢气逐级冷却到低温后节流获得液氢。该套装置核心部件包含高速气体轴承透平膨胀机、低漏率板翅式换热器、高效螺杆压缩机、精密滤油系统、控制系统等。该套装置透平效率大于75%,核心设备已实现国产化。
中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功(图1)
1.5TPD氢液化装置主体冷箱
液氢是氢的液态形式。液氢质量约是标准氢气的788倍,液氢体积能量密度约为35MPa高压气氢的3倍,70MPa的1.8倍,因此液氢在规模化储存、运输方面具有明显的优势,被视为降低氢气储运成本的重要手段。同时,液氢是非常好的一种氢储能方式。就储能密度而言,液氢储能是压缩空气储能的27倍,是压缩氢气储能的7.4倍。液氢储氢已在多个国家应用并取得突破。在产能方面,世界范围看,全球目前已有数十座液氢工厂,总产能约为486吨/天。其中,美国液氢产能约326吨/天,加拿大约81吨/天,欧洲约26吨/天,日本45.6吨/天,南美2.5吨/天,国内产能约为5吨/天。在应用领域,国外液氢民用较早进入高速发展的快车道,液氢率先在欧美民用市场逐渐成熟,目前美国1/3加氢站为液氢储氢模式,液氢民用占据主流市场,其中33.5%用于石油化工行业,37.8%用于电子、冶金等其他行业,10%左右用于燃料电池汽车加氢站,仅有18.6%的液氢用于航空航天和科研试验。我国液氢应用目前多用于航天领域,现阶段逐步进入民用的趋势。液氢将在未来燃料电池商用车和重卡推广应用中起到重要作用。
中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功(图2)
液氢储罐
中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功(图3)
液氢汽化器
中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功(图4)
压缩机

本次运行的1.5TPD氢液化装置,是中科富海三大战略之一的安徽中科昊海高端绿色氢能项目。该装置自2018年开始自主设计研发,于2019年底在中科富海中山装备公司完成核心装备加工、制造,集成氢液化冷箱主体;2022年12月产出液氢产品。实际上,早在2019年1月,由中科富海旗下子公司中科昊海在安徽阜阳启动高端绿色氢能项目,旨在实现高纯气氢和液氢联产的氢能产业链。项目一期包含一套2000m3/h氢气纯化装置和1.5TPD氢气液化装置,氢气来源于安徽昊源集团化工副产氢气,中科富海根据原料气源因地制宜,采用成熟、先进的变压吸附氢气提纯技术,于2022年1月已成功生产出纯度5N以上的氢气产品。随着1.5TPD装置的调试成功,一期项目高纯氢与液氢联合生产基地实现全部投产,预期氢气纯化装置可年产高纯氢气9760000(折合标态)Nm3,液氢可达年产3240000(折合标态)Nm3的生产能力,除服务于氢燃料电池汽车加氢站外,基于液氢汽化后显著的纯度优势,将满足光纤、半导体和集成电路等产业对6N级乃至更高纯度要求的氢气供应需求。