FR3131953A1 - Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation - Google Patents

Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation Download PDF

Info

Publication number
FR3131953A1
FR3131953A1 FR2300359A FR2300359A FR3131953A1 FR 3131953 A1 FR3131953 A1 FR 3131953A1 FR 2300359 A FR2300359 A FR 2300359A FR 2300359 A FR2300359 A FR 2300359A FR 3131953 A1 FR3131953 A1 FR 3131953A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
hydrogen
liquid
heat exchanger
storage tank
dry ice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2300359A
Other languages
English (en)
Inventor
Yisong Han
Fang Tan
Xudong Peng
Lei Yao
Liangying Li
Jiawei WANG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Oxygen Plant Group Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Oxygen Plant Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Oxygen Plant Group Co Ltd filed Critical Hangzhou Oxygen Plant Group Co Ltd
Publication of FR3131953A1 publication Critical patent/FR3131953A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/001—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0015—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0027—Oxides of carbon, e.g. CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/007—Primary atmospheric gases, mixtures thereof
    • F25J1/0072—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F25J1/0223—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop in combination with the subsequent re-vaporisation of the originally liquefied gas at a second location to produce the external cryogenic component
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0234—Integration with a cryogenic air separation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0236—Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/20—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using solidification of components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/86—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using electrical phenomena, e.g. Corona discharge, electrolysis or magnetic field
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/90—Boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/10—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/80—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/20—Integration in an installation for liquefying or solidifying a fluid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/30—Integration in an installation using renewable energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche et un procédé d'utilisation, le dispositif comprend une unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique, la photoélectricité participe à l'électrolyse de l'eau dans l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique pour préparer l'hydrogène, et le surplus d'hydrogène répondant aux exigences du processus en aval est liquéfié dans l'unité ; l'hydrogène liquide est sorti, de manière à ce que l'énergie photoélectrique intermittente soit convertie en énergie d'hydrogène à stocker ; lorsque la production d'hydrogène au moyen de l'électrolyse de l'eau est insuffisante, mais que l'hydrogène industriel est utilisé en continu, l'énergie froide de haute qualité et de basse qualité de l'hydrogène liquide à basse température servant de sources froides dans l'unité est récupérée à partir du CO2 purifié des gaz résiduaires industriels et de l'azote de séparation de l'air, l'azote liquide et le CO2 liquide sont produits et utilisés pour une unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et la production de glace sèche, respectivement et l'hydrogène liquide est réchauffé et fourni à un processus en aval.

Description

Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation
La présente invention concerne le domaine de la conversion d'énergie et de la récupération d'énergie froide, en particulier un dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche et procédé d'utilisation.
contexte
Ces dernières années, la consommation accélérée de combustibles fossiles a entraîné de plus en plus de problèmes environnementaux, et la teneur en CO2dans les gaz de combustion de diverses utilisations industrielles est assez élevée. Le contrôle des émissions de gaz à effet de serre (CO2)a attiré l'attention du monde entier. Outre la réduction directe de la quantité de CO2, le CO2, de façon plus importante est recyclé en outre à partir des gaz résiduaires industriels, ce qui peut non seulement réduire la pollution de l'environnement et promouvoir le développement d'une économie sobre en carbone, mais aussi peut accroître les avantages économiques pour les entreprises, ce qui présente une importance considérable sur le plan environnemental, social et économique. La glace sèche, c'est-à-dire le dioxyde de carbone solide, est largement utilisée dans de nombreux domaines, tels que le nettoyage des moules, l'industrie pétrochimique, l'imprimerie, la réfrigération des aliments, la lutte contre les incendies, la médecine et la santé, etc., en raison de sa facilité de volatilisation, de sa non-toxicité, de son absence de goût et de l'absence de formation de liquide ou de résidu pendant le changement de phase. À l'heure actuelle, la liquéfaction industrielle du CO2, qu'elle soit d'origine nationale ou étrangère, consiste généralement à mettre sous pression le gaz CO2atmosphérique de 1,6 à 2,5 MPa par une compression à trois étages, le gaz est ensuite refroidi et liquéfié par une unité de réfrigération et le CO2liquéfié est dilaté par étranglement pour préparer de la glace sèche. Ce processus consomme beaucoup d'énergie pour la compression du dioxyde de carbone et la capacité de réfrigération de l'unité de réfrigération. Par conséquent, la manière de réduire efficacement la consommation d'énergie du système est la principale direction et le principal objectif d'amélioration de la technologie de préparation de la glace sèche.
Avec le développement rapide de l'économie en Chine, la demande d'hydrogène dans diverses industries, notamment l'industrie chimique du charbon, augmente d'année en année. Dans le processus de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, aucun gaz polluant n'est évacué, et les produits sont uniquement de l'hydrogène et de l'oxygène, ce qui est le procédé préféré pour préparer l'hydrogène. La production d'énergie solaire verte peut fournir une source d'énergie pour la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, liquéfier et stocker le surplus d'hydrogène produit lorsque l'énergie photoélectrique est suffisante et vaporiser l'hydrogène liquide stocké lorsque l'énergie photoélectrique est insuffisante pour fournir l'hydrogène liquide au réseau de tuyaux du processus en aval, répondant ainsi à la demande d'utilisation continue d'hydrogène industriel. À l'heure actuelle, le processus de liquéfaction de l'hydrogène est très mature. Cependant, il y a une grande perte d'énergie froide dans le processus de libération d'énergie, de vaporisation et de réutilisation de l'hydrogène liquide. En général, un vaporisateur d'hydrogène liquide utilise une ventilation naturelle et une manière de bain d'air, ce qui ne permet pas de réaliser la récupération optimisée de l'énergie froide lors de la vaporisation de l'hydrogène liquide à une basse température d'environ 20 K, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie froide et une pollution par le froid. La technologie d'utilisation de l'énergie froide de l'hydrogène liquide à une basse température d'environ 20 K est combinée avec la technologie de préparation du CO2liquide et de la glace sèche, ce qui permet non seulement de réduire de manière significative la pression de travail du CO2liquide et d'un système de préparation de la glace sèche et la charge d'un dispositif de réfrigération, de réduire la consommation d'énergie et le coût du processus de préparation du CO2liquide et de la glace sèche, de promouvoir la récupération du CO2à partir des gaz résiduaires industriels et de réduire les émissions de carbone, mais aussi d'améliorer efficacement le taux d'utilisation de l'énergie de l'hydrogène liquide à basse température, de réduire la pollution environnementale due à la gazéification de l'hydrogène liquide à l'aide d'air dans le processus traditionnel, d'aider à promouvoir le développement sain de l'industrie de l'hydrogène liquide à basse température et de bénéficier de bons avantages environnementaux et sociaux.
sommaire
Le problème technique à résoudre par la présente invention est de fournir une voie pour un processus de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé au processus de production de glace sèche, qui est utilisé pour résoudre les problèmes d'intermittence de la production d'énergie photovoltaïque, de la faible efficacité du recyclage du CO2des gaz résiduaires industriels, du faible taux d'utilisation énergétique de l'hydrogène liquide à basse température et de la consommation d'énergie élevée de la préparation de la glace sèche.
Afin d'atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention utilise la technologie suivante : un dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche, qui comprend une unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et une unité de production de glace sèche avec récupération optimisée d'énergie froide d'hydrogène liquide, dans lequel l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide partagent un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II, un échangeur de chaleur hydrogène-azote et un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I, dans lequel l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique est en outre pourvue d'une unité de liquéfaction de l'hydrogène, d'un dispositif de séparation de l'air et d'un réservoir de stockage d'azote liquide, le réservoir de stockage d'azote liquide est relié à l'unité de liquéfaction de l'hydrogène, l'unité de liquéfaction de l'hydrogène est reliée à un réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température au moyen d'une canalisation d'hydrogène liquide, l'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température au moyen d'une canalisation d'hydrogène liquide pour le stockage, le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est terminé, le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote, l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II en séquence, une pompe à hydrogène liquide à basse température est prévue entre le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température et l'échangeur de chaleur hydrogène-azote, le dispositif de séparation de l'air est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I et à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote au moyen d'une canalisation d'azote en séquence et finalement l'azote liquide produit est stocké dans le réservoir de stockage d'azote liquide pour le recyclage.
De préférence, l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide est pourvue en outre d'un réservoir de stockage de CO2, d'une machine à glace sèche et d'un réservoir de stockage de CO2liquide, dans lequel le réservoir de stockage de CO2et la machine à glace sèche sont reliés à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II et à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I au moyen d'une canalisation en T en séquence, une extrémité de l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I est reliée au réservoir de stockage de CO2liquide et son autre extrémité est reliée à la machine à glace sèche au moyen d'une canalisation pour former une boucle.
De préférence, l'échangeur de chaleur hydrogène-azote, l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II présentent l'une des structures suivantes : une structure à enveloppe et faisceau de tubes, une structure à ailettes en plaque et ailettes et une structure à tubes enroulés ou une combinaison de celles-ci.
De préférence, le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température, le réservoir de stockage d'azote liquide et le réservoir de stockage de CO2liquide à basse température utilisent un réservoir Dewar ou un réservoir de stockage à basse température.
De préférence, la pompe à hydrogène liquide à basse température présente une structure à piston ou centrifuge.
Un procédé d'utilisation du dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche est fourni, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
étape 1 : l'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température au moyen de la canalisation d'hydrogène liquide pour le stockage et le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est achevé ;
étape 2 : l'azote provenant du dispositif de séparation de l'air est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I au moyen d'une canalisation d'azote pour l'échange de chaleur et le prérefroidissement et l'azote prérefroidi est stocké dans un réservoir de stockage d'azote liquide par échange de chaleur et liquéfaction avec l'hydrogène liquide au moyen d'un échangeur de chaleur hydrogène-azote, qui est utilisé pour l'étape 1 ;
étape 3 : l'hydrogène liquide dans le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température est mis sous pression par une pompe à hydrogène liquide à basse température et est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote, à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I et à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II en séquence, puis est envoyé à un réseau de tuyaux du processus en aval après avoir été réchauffé ;
étape 4 : le CO2à température normale provenant d'un réservoir de stockage de CO2gazeux est prémélangé avec le CO2gazeux à basse température dans une machine à glace sèche, le CO2mélangé est comprimé par un compresseur de CO2et est ensuite envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II pour un échange de chaleur supplémentaire, le refroidissement et le prérefroidissement, le CO2prérefroidi est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I pour un échange de chaleur et une liquéfaction et est stocké dans un réservoir de stockage de CO2liquide et le CO2liquide sous pression dans le réservoir de stockage est finalement envoyé à la machine à glace sèche pour préparer de la glace sèche, dans laquelle une partie du CO2liquide absorbe la chaleur, se réchauffe et se vaporise en gaz à basse température pour entrer dans une boucle de circulation et l'autre partie du CO2liquide se solidifie en glace sèche et est envoyée dans un réservoir de stockage de glace sèche ;
l'étape 1 se produit lorsque l'énergie photoélectrique est suffisante, après que l'hydrogène préparé par l'électrolyse photoélectrique de l'eau répond aux exigences du processus en aval, le surplus d'hydrogène est liquéfié dans l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide de conversion photoélectrique et l'hydrogène liquide est produit pour convertir l'énergie photoélectrique intermittente en énergie d'hydrogène pour le stockage ; l'étape 2, l'étape 3 et l'étape 4 fonctionnent en même temps, et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II, l'échangeur de chaleur hydrogène-azote et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I sont des échangeurs de chaleur partagés par l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide.
La présente invention présente les effets bénéfiques suivants.
L'énergie photoélectrique intermittente est stockée sous forme d'hydrogène liquide, de manière à résoudre efficacement le problème de la difficulté à fournir de l'hydrogène en continu à l'industrie en raison de la fluctuation photoélectrique. Le processus de récupération optimisée de l'énergie froide utilise l'énergie froide de haute qualité et de basse qualité pendant la vaporisation de l'hydrogène liquide pour préparer de l'azote liquide et de la glace sèche, respectivement, ce qui réduit efficacement l'investissement dans le dispositif et le coût de fonctionnement. Dans la voie du processus la présente invention, la technologie d'utilisation de l'énergie froide de l'hydrogène liquide à une basse température d'environ 20 K est combinée avec la technologie de préparation du CO2liquide et de la glace sèche, ce qui peut réduire de manière significative la consommation d'énergie et le coût du processus de préparation du CO2liquide et de la glace sèche, promouvoir la récupération du CO2à partir des gaz résiduaires industriels et réduire les émissions de carbone, et en même temps, ce qui peut améliorer efficacement le taux d'utilisation de l'énergie de l'hydrogène liquide à basse température, réduire la pollution environnementale froide résultant du procédé traditionnel et promouvoir le développement sain de l'industrie de l'hydrogène liquide à basse température.
description brève des dessins
La est un diagramme structural schématique de la présente invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION
La présente invention sera décrite en détail en référence aux dessins joints ci-après. Comme montré sur la , un dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche comprend une unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et une unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide. L'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide partagent un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13, un échangeur de chaleur hydrogène-azote 7 et un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11. L'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique est en outre dotée d'une unité de liquéfaction de l'hydrogène 4, d'un dispositif de séparation de l'air 9 et d'un réservoir de stockage d'azote liquide 8. Le réservoir de stockage d'azote liquide 8 est relié à l'unité de liquéfaction de l'hydrogène 4. L'unité de liquéfaction de l'hydrogène 4 est reliée à un réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 au moyen d'une canalisation d'hydrogène liquide 3. L'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide 8 dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature 4 et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 au moyen de la canalisation d'hydrogène liquide 3 pour le stockage. Le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est achevé. Le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 et à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 en séquence, et une pompe à hydrogène liquide à basse température 6 est prévue entre le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 et l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7. Le dispositif de séparation de l'air 9 est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 et à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7 au moyen d'une canalisation d'azote 10 en séquence et finalement l'azote liquide produit est stocké dans le réservoir de stockage d'azote liquide 8 pour le recyclage. L'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide est pourvue en outre d'un réservoir de stockage de CO212, d'une machine à glace sèche 15 et d'un réservoir de stockage de CO2liquide 14, dans lequel le réservoir de stockage de CO212 et la machine à glace sèche 15 sont reliés à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 et à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 au moyen d'une canalisation en T en séquence. Une extrémité de l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 est reliée au réservoir de stockage de CO2liquide 14 et son autre extrémité est reliée à la machine à glace sèche 15 au moyen d'une canalisation pour former une boucle. L'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 présentent l'une des structures suivantes : une structure à enveloppe et faisceau de tubes, une structure à ailettes en plaque et ailettes et une structure à tubes enroulés ou une combinaison de celles-ci. Le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5, le réservoir de stockage d'azote liquide 8 et le réservoir de stockage de CO2liquide 14 à basse température utilisent un réservoir Dewar ou un réservoir de stockage à basse température. La pompe à hydrogène liquide à basse température 6 présente une structure à piston ou centrifuge.
Un procédé d'utilisation du dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche est fourni, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
étape 1 : l'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide 8 dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature 4 et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 au moyen de la canalisation d'hydrogène liquide 3 pour le stockage et le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est achevé ;
étape 2 : l'azote provenant du dispositif de séparation de l'air 9 est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 au moyen d'une canalisation d'azote 10 pour l'échange de chaleur et le prérefroidissement et l'azote prérefroidi est stocké dans un réservoir de stockage d'azote liquide 8 par échange de chaleur et liquéfaction avec l'hydrogène liquide au moyen d'un échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, qui est utilisé pour l'étape 1 ;
étape 3 : l'hydrogène liquide dans le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 est mis sous pression par une pompe à hydrogène liquide à basse température 6 et est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 et à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 en séquence, puis est envoyé à un réseau de tuyaux du processus en aval après avoir été réchauffé ;
étape 4 : le CO2à température normale provenant d'un réservoir de stockage de CO2gazeux 12 est prémélangé avec le CO2gazeux à basse température dans une machine à glace sèche, le CO2mélangé est comprimé par un compresseur de CO216 et est ensuite envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 pour un échange de chaleur supplémentaire, le refroidissement et le prérefroidissement, le CO2prérefroidi est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 pour un échange de chaleur et une liquéfaction et est stocké dans un réservoir de stockage de CO2liquide 14, et le CO2liquide sous pression dans le réservoir de stockage est finalement envoyé à la machine à glace sèche (15) pour préparer la glace sèche, dans laquelle une partie du CO2liquide absorbe la chaleur, se réchauffe et se vaporise en gaz à basse température pour entrer dans une boucle de circulation et l'autre partie du CO2liquide se solidifie en glace sèche et est envoyée à un réservoir de stockage de glace sèche ;
l'étape 1 se produit lorsque l'énergie photoélectrique est suffisante, après que l'hydrogène préparé par l'électrolyse photoélectrique de l'eau répond aux exigences du processus en aval, le surplus d'hydrogène est liquéfié dans l'unité de stockage d'énergie d'hydrogène liquide de conversion photoélectrique et l'hydrogène liquide est produit pour convertir l'énergie photoélectrique intermittente en énergie d'hydrogène pour le stockage ; l'étape 2, l'étape 3 et l'étape 4 fonctionnent en même temps, et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13, l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7 et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 sont des échangeurs de chaleur partagés par l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide.
Modes de réalisation spécifiques :
Par exemple, l'azote d'environ 0,15 MPa à 25 ℃ échange de la chaleur avec l'hydrogène à basse température dans l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11. L'azote prérefroidi échange en outre de la chaleur avec l'hydrogène liquide provenant du réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température 5 mis sous pression à environ 5,5 MPa par la pompe à hydrogène liquide à basse température 6 dans l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, récupère entièrement l'énergie froide de haute qualité de l'hydrogène liquide à environ 20 K, puis est liquéfié et stocké dans le réservoir de stockage d'azote liquide à basse température 8. Le CO2à température normale et à pression normale provenant d'un réservoir de stockage de CO2est mélangé au CO2à basse température d'environ 0,11 MPa dans la machine à glace sèche. Le CO2mélangé est comprimé à environ 0,6 MPa par le compresseur de CO216, puis est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13 pour un échange de chaleur avec de l'hydrogène à basse température d'environ 5,5 MPa provenant de l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 pour le prérefroidissement. Le CO2prérefroidi est ensuite envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 pour un échange de chaleur supplémentaire avec de l'hydrogène à basse température provenant de l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, puis il est liquéfié et envoyé au réservoir de stockage de CO2liquide 14 pour le stockage. Le CO2liquide sous pression est envoyé à la machine à glace sèche 16 pour le ralentissement et l'expansion afin de préparer la glace sèche, dans laquelle une partie du CO2liquide absorbe la chaleur et se vaporise en CO2gazeux à basse température pour entrer dans la boucle de circulation, et l'autre partie du CO2liquide se solidifie en glace sèche et est envoyée au réservoir de stockage de glace sèche pour les utilisateurs de glace sèche. Dans cette voie du processus, l'hydrogène liquide à environ 20 K est envoyé vers un réseau de tuyaux du processus en aval après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur hydrogène-azote 7, l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I 11 et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II 13.
Dans la présente invention, lorsque la production d'énergie photovoltaïque est insuffisante, l'hydrogène liquide est vaporisé et fourni au processus en aval au moyen de l'unité de production de glace sèche une récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide. Dans le processus de vaporisation de l'hydrogène liquide à une basse température d'environ 20 K, la récupération de l'énergie froide de haute qualité et de basse qualité est optimisée pour préparer l'azote liquide à partir de l'azote et préparer la glace sèche à partir du CO2purifié des gaz résiduaires industriels à faible coût.

Claims (6)

  1. Dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche, qui comprend une unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et une unité de production de glace sèche avec récupération optimisée d'énergie froide d'hydrogène liquide, dans lequel l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide partagent un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13), un échangeur de chaleur hydrogène-azote (7) et un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11), dans lequel l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique est en outre pourvue d'une unité de liquéfaction de l'hydrogène (4), d'un dispositif de séparation de l'air (9) et d'un réservoir de stockage d'azote liquide (8), le réservoir de stockage d'azote liquide (8) est relié à l'unité de liquéfaction de l'hydrogène (4), l'unité de liquéfaction de l'hydrogène (4) est reliée à un réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) au moyen d'une canalisation d'hydrogène liquide (3), l'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide (8) dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature (4) et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) au moyen de la canalisation d'hydrogène liquide (3) pour le stockage, le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est achevé, le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7), à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) et à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13) en séquence, une pompe à hydrogène liquide à basse température (6) est prévue entre le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) et l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7), le dispositif de séparation de l'air (9) est relié à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) et à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7) au moyen d'une canalisation d'azote (10) en séquence et finalement l'azote liquide produit est stocké dans le réservoir de stockage d'azote liquide (8) pour le recyclage.
  2. Dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche selon la revendication 1, dans lequel l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide est pourvue en outre d'un réservoir de stockage de CO2(12), d'une machine à glace sèche (15) et d'un réservoir de stockage de CO2liquide (14), dans lequel le réservoir de stockage de CO2(12) et la machine à glace sèche (12) sont reliés à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13) et à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) au moyen d'une canalisation en T en séquence, une extrémité de l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) est reliée au réservoir de stockage de CO2liquide (14)et son autre extrémité est reliée à la machine à glace sèche (15) au moyen d'une canalisation pour former une boucle.
  3. Dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche selon la revendication 2, dans lequel l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7), l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13) présentent l'une des structures suivantes : une structure à enveloppe et faisceau de tubes, une structure à ailettes en plaque et ailettes et une structure à tubes enroulés ou une combinaison de celles-ci.
  4. Dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche selon la revendication 1, dans lequel le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5), le réservoir de stockage d'azote liquide (8) et le réservoir de stockage de CO2liquide à basse température (14) utilisent un réservoir Dewar ou un réservoir de stockage à basse température.
  5. Dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche selon la revendication 1, dans lequel la pompe à hydrogène liquide à basse température (6) présente une structure à piston ou centrifuge.
  6. Procédé d'utilisation du dispositif de production de stockage d'énergie photoélectrique et de récupération d'énergie froide pour la production d'hydrogène couplé à la production de glace sèche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
    étape 1 : l'hydrogène préparé par la production d'énergie photovoltaïque est réfrigéré et liquéfié par auto-expansion après échange de chaleur avec de l'azote liquide provenant du réservoir de stockage d'azote liquide (8) dans l'unité de liquéfaction de l'hydrogène mature (4) et est envoyé au réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) au moyen de la canalisation d'hydrogène liquide (3) pour le stockage et le processus de conversion photoélectrique de l'hydrogène liquide est achevé ;
    étape 2 : l'azote provenant du dispositif de séparation de l'air (9) est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) au moyen d'une canalisation d'azote (10) pour l'échange de chaleur et le prérefroidissement et l'azote prérefroidi est stocké dans un réservoir de stockage d'azote liquide (8) par échange de chaleur et liquéfaction avec l'hydrogène liquide au moyen d'un échangeur de chaleur hydrogène-azote (7), qui est utilisé pour l'étape 1 ;
    étape 3 : l'hydrogène liquide dans le réservoir de stockage d'hydrogène liquide à basse température (5) est mis sous pression par une pompe à hydrogène liquide à basse température (6) et est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7), à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) et à un échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13) en séquence, puis est envoyé à un réseau de tuyaux du processus en aval après avoir été réchauffé ;
    étape 4 : le CO2à température normale provenant d'un réservoir de stockage de CO2gazeux (12) est prémélangé avec le CO2gazeux à basse température dans une machine à glace sèche, le CO2mélangé est comprimé par un compresseur de CO2(16) et est ensuite envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13) pour un échange de chaleur supplémentaire, le refroidissement et le prérefroidissement, le CO2prérefroidi est envoyé à l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) pour un échange de chaleur et une liquéfaction et est stocké dans un réservoir de stockage de CO2liquide (14), et le CO2liquide sous pression dans le réservoir de stockage est finalement envoyé à la machine à glace sèche (15) pour préparer la glace sèche, dans laquelle une partie du CO2liquide absorbe la chaleur, se réchauffe et se vaporise en gaz à basse température pour entrer dans une boucle de circulation et l'autre partie du CO2liquide se solidifie en glace sèche et est envoyée à un réservoir de stockage de glace sèche ;
    l'étape 1 se produit lorsque l'énergie photoélectrique est suffisante, après que l'hydrogène préparé par l'électrolyse photoélectrique de l'eau répond aux exigences du processus en aval, le surplus d'hydrogène est liquéfié dans l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide de conversion photoélectrique et l'hydrogène liquide est produit pour convertir l'énergie photoélectrique intermittente en énergie d'hydrogène pour le stockage ; l'étape 2, l'étape 3 et l'étape 4 fonctionnent en même temps, et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone II (13), l'échangeur de chaleur hydrogène-azote (7) et l'échangeur de chaleur hydrogène-dioxyde de carbone I (11) sont des échangeurs de chaleur partagés par l'unité de stockage d'énergie de l'hydrogène liquide à conversion photoélectrique et l'unité de production de glace sèche avec récupération optimisée de l'énergie froide de l'hydrogène liquide.
FR2300359A 2022-01-17 2023-01-13 Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation Pending FR3131953A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210046797.3 2022-01-17
CN202210046797.3A CN114087846B (zh) 2022-01-17 2022-01-17 一种光电制氢储能与冷量回收耦合产干冰装置及使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3131953A1 true FR3131953A1 (fr) 2023-07-21

Family

ID=80308803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2300359A Pending FR3131953A1 (fr) 2022-01-17 2023-01-13 Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230228485A1 (fr)
CN (1) CN114087846B (fr)
DE (1) DE102023100732A1 (fr)
FR (1) FR3131953A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115451647B (zh) * 2022-08-29 2023-08-11 北京科技大学 一种集成液化空气储能***的氢液化***

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3670229B2 (ja) * 2001-09-05 2005-07-13 川崎重工業株式会社 液化ｃｏ２回収を伴う水素製造方法及び装置
JP2004210597A (ja) * 2003-01-06 2004-07-29 Toshiba Corp 排熱利用水素・酸素システムおよび液体水素の製造方法
JP5415109B2 (ja) * 2009-03-12 2014-02-12 川崎重工業株式会社 ハイブリッド水素供給ステーション
US20120174621A1 (en) * 2011-01-06 2012-07-12 General Electric Company Carbon dioxide liquefaction system
CN102080919B (zh) * 2011-01-18 2013-08-07 四川亚联高科技股份有限公司 一种氢液化工艺
JP7412073B2 (ja) * 2018-03-29 2024-01-12 川崎重工業株式会社 液体水素製造設備及び水素ガス製造設備
CN110330018B (zh) * 2019-05-27 2022-12-27 江苏科技大学 一种利用lng冷能制备干冰及分离乙烯的装置及工作方法
CN113061905A (zh) * 2021-03-23 2021-07-02 中国海洋石油集团有限公司 一种基于lng接收站的氢气制取和液化装置***及方法
CN113446815B (zh) * 2021-09-01 2021-11-12 杭州制氧机集团股份有限公司 一种采用混合制冷氢气液化设备及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023100732A1 (de) 2023-07-20
CN114087846A (zh) 2022-02-25
CN114087846B (zh) 2022-06-07
US20230228485A1 (en) 2023-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101231130B (zh) 二氧化碳的纯化
CN100470114C (zh) 利用液化天然气冷的二氧化碳零排放热力循环及流程
WO2011054169A1 (fr) Systeme de stockage d'energie de l'air supercritique
GB2470062A (en) Production and Distribution of Natural Gas
CN102061950B (zh) 超低温发电联合深冷中压法捕捉烟道气中二氧化碳装置
CN101922352A (zh) 一种利用液化天然气冷*的热力循环***和流程
CN101566104B (zh) 利用液氢冷*的二氧化碳零排放的方法及装置
FR3131953A1 (fr) Dispositif de production de stockage d'energie photoelectrique et de recuperation d'energie froide pour la production d'hydrogene couple A la production de glace seche et procede d'utilisation
CN105115245A (zh) 利用液化天然气冷能捕集液化二氧化碳的***装置及其方法
FR3128720A1 (fr) Dispositif de stockage d'énergie destiné à la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau couplée à une basse température et procédé de stockage d'énergie
EP1102953B1 (fr) Installation de production d'electricite basse tension integree a une unite de separation des gaz de l'air
CN112516614A (zh) 一种动力装置烟气二氧化碳减排***
CN114686904A (zh) 一种清洁能源制氢制氨***
CN116006292A (zh) 一种耦合lng冷能、orc技术和自然热源的液化空气储能***及其工作方法
CN101318620A (zh) 一种分离co2的化工动力多联产能源***及方法
CN106194300B (zh) 一种工业尾气液化储能发电***及发电方法
US20230212768A1 (en) Device and method for producing hydrogen and byproduct oxygen by using green electricity electrolyzed water
CN113563148B (zh) 一种集成余热制冷的煤制天然气和甲醇多联产***及方法
CN116222151A (zh) 兼有大规模长周期储能功能的燃煤机组近0碳排放的深冷碳捕集***
JP2004150685A (ja) 窒素製造設備及びタービン発電設備
JP2000002790A (ja) 原子力コンビナート
JP2002168101A (ja) 複合エネルギーシステム
CN113154409B (zh) 一种从bog气体中提氦与能源利用的***和方法
CN110529208A (zh) 一种lng冷能梯级利用控制***及控制方法
CN219409640U (zh) 利用热解煤气进行液态甲烷联产液氨并余热回收的***

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2