液氢的生产及应用
膨胀机14和21获得低温冷量。从透平膨胀机21出来的温度为25K（20K）、压力为0.13MPa的氦气，通过处于氢浴23内、包围着最后一级正。仲氢转化器的冷凝盘管。从冷凝盘管出来的回流氦，以次流过热交换器22、19、16、15、和11的低压通道，冷却高压氦和原料氢。复温后的氦气被压机吸人再压缩，进行下一循环。
（2）氢循环来自纯化装置、压力大于1.1MPa的氢气，通过热交换器10和11被冷却到79K。以此温度，通过两个低温纯化器9中的一个（一个工作的同时另一个再生），氢中的微量杂质将被吸附。离开纯化器以后，氢气进入沉浸在液氮槽中的第一正一仲氢转化器12。离开该转化器时，温度约为79K，仲氢浓度为48％左右。在其后的热交换器和转化器中，氢进一步降温并逐级进行正。仲氢转化，最后获得仲氢浓度）95％的液态氢产品。
1.4各种氢液化循环的比较
从氢液化单位能耗来看，以液氮预冷带膨胀机的液化循环最低，节流循环最高，氦制冷氢液化循环居中。如以有液氮预冷带膨胀机的循环作为比较基础，节流循环单位能耗要高50％，氦制冷氢液化循环高25％。所以，从热力学观点来说，带膨胀机的循环效率最高，因而在大型氢液化装置上被广泛采用。节流循环，虽然效率不高，但流程简单，没有在低温下运转的部件，运行可靠，所以在小型氢液化装置中应用较多。氦制冷氢液化循环消除了处理高压氢的危险，运转安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，故在氢液化当中应用不很多。根据以上比较，氦制冷氢液化循环并不是最理想的，但航天工业总公司101所新近引进的300L／h氢液化装置却采用这种循环，这主要是由我国的具体条件决定的。每小时300L的液氢产量，就工业生产来说，属于中小型装置。我国在中小型氢液化所需的膨胀机，尤其是透平膨胀机的研制方面，成果甚少而《瑞士林德公司》在中小型氦透平膨胀机研制方面，具有很强技术优势，其产品质量可靠、效率高。用它构成的氦制冷系统，运行平稳、可靠，运行控制实现全自动。所以利用这种氦制冷系统组成的氢液化系统，对我国目前的技术发展状况是完全适宜的。通过一年多的调试、试生产证明，液化系统性能可靠、运行稳定、效率高。如能把与其配套的氢气生产、纯化和液氮供应等系统更加完善一些，这套装置不失为一套较理想的中小型氢液化装置。
2国内外液氢生产状况
不论是美国，欧洲，还是日本，对液氢的需求都是随宇航事业的发展而增加的。美国从50年代后期开始以工业规模生产液氢，所生产的液氢除供应大型火箭发动机试研场和火箭发射基地以外，还供应大学、研究所、液氢泡室、食品工业、化学工业、半导体工业、玻璃工业等部门。美国的工业规模氢液化设备，都是1957年以后建成投产的，07l／d-17l／d的工厂6座，30l／d的4座，60l／d的：座。随着美国宇航工业的需要，1965一1970年液氢生产达到了历史最高水平，日产液氢约220t。其后，由于美国宇航工业紧缩，液氢产量也随之有所下降。目前，老的中小型设备已经停产，仅有几座大型设备在运行。欧洲、日本，虽然都有工业规模生产装置，但其生产规模、液氢产量，尤其是产品价格，根本无法与美国相比。我国的情况还要差一些，目前仅有陕西兴平化肥厂的液氢生产装置和101所新建液氢生产装置可生产。兴平装置名义产量可达1200L／h，但开工生产率不足10％，因为产品仅供航天发射和氢。氧发动机研制试验用。而且工艺流程落后、生产设备陈；日，液氢价格异常昂贵，用户一次购量超过100m3售价为20000元／m3不足20m3时，价格竟高达50000元／m3。而且，每辆液氢铁路槽车要外加10万元的预冷费。101所新建氢液化装置目前尚处试运行阶段，许多方面还不能下结论。但有两点似乎可以肯定：其一是氢液化工艺的技术水平提高了一大步；其二是液氢生产成本会有所降低，但不会降低很多。这主要是因为生产规模小，原料氢生产工艺落后（电解水制氢）、生产成本高。美国由于实现氢液化设备大型化的同时，政府还对设备提供全部贷款援助，而且规定设备偿还费与产品、产量无关。许多液氢生产厂又采用从废气中提取原料氢，所以液氢价格非常低廉，到70年代后期随着生产规模的不断扩大，液氢价格已降到10-20美分／磅（15.6-31.2美元／m3）。
3结束语
目前，由于我国的工业尚欠发达，许多本该用氢的部门对氢，特别是液氢没有需求，这就限制了液氢的生产规模。从另一方面说，由于液氢生产规模小，生产工艺落后，产品价格太贵，许多部门想用而不敢用，也用不起。要改变这种尴尬局面，决非一朝一夕之功。虽然液氢的生产及应用(第2页)尚有许多困难，但氢具有其独特的优势，它是最洁净、最理想的能量载体。随着我国工业的发展和技术进步，氢在许多部门，如航天、航空、运输、电子、冶金、化工、食品、玻璃，甚至民用燃料部门必将得到广泛采用。由于市场的扩大，液氢生产规模必将随之扩大，工艺水平不断提高，因而液氢生产成本会大大降低，从而使我国的液氢生产及应用走向良性循环。要做到这一点，除了从事液氢研究、生产的工程技术人员不懈努力，改进生产工艺、研制先进设备之外，更重要的是政府要制定适当的政策，大力扶持液氢工业，有效地宣传、组织、促进各部门对液氢的推广、应用。
《液氢的生产及应用(第2页)》
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（2）氢循环来自纯化装置、压力大于1.1MPa的氢气，通过热交换器10和11被冷却到79K。以此温度，通过两个低温纯化器9中的一个（一个工作的同时另一个再生），氢中的微量杂质将被吸附。离开纯化器以后，氢气进入沉浸在液氮槽中的第一正一仲氢转化器12。离开该转化器时，温度约为79K，仲氢浓度为48％左右。在其后的热交换器和转化器中，氢进一步降温并逐级进行正。仲氢转化，最后获得仲氢浓度）95％的液态氢产品。
1.4各种氢液化循环的比较
从氢液化单位能耗来看，以液氮预冷带膨胀机的液化循环最低，节流循环最高，氦制冷氢液化循环居中。如以有液氮预冷带膨胀机的循环作为比较基础，节流循环单位能耗要高50％，氦制冷氢液化循环高25％。所以，从热力学观点来说，带膨胀机的循环效率最高，因而在大型氢液化装置上被广泛采用。节流循环，虽然效率不高，但流程简单，没有在低温下运转的部件，运行可靠，所以在小型氢液化装置中应用较多。氦制冷氢液化循环消除了处理高压氢的危险，运转安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，故在氢液化当中应用不很多。根据以上比较，氦制冷氢液化循环并不是最理想的，但航天工业总公司101所新近引进的300L／h氢液化装置却采用这种循环，这主要是由我国的具体条件决定的。每小时300L的液氢产量，就工业生产来说，属于中小型装置。我国在中小型氢液化所需的膨胀机，尤其是透平膨胀机的研制方面，成果甚少而《瑞士林德公司》在中小型氦透平膨胀机研制方面，具有很强技术优势，其产品质量可靠、效率高。用它构成的氦制冷系统，运行平稳、可靠，运行控制实现全自动。所以利用这种氦制冷系统组成的氢液化系统，对我国目前的技术发展状况是完全适宜的。通过一年多的调试、试生产证明，液化系统性能可靠、运行稳定、效率高。如能把与其配套的氢气生产、纯化和液氮供应等系统更加完善一些，这套装置不失为一套较理想的中小型氢液化装置。
2国内外液氢生产状况
不论是美国，欧洲，还是日本，对液氢的需求都是随宇航事业的发展而增加的。美国从50年代后期开始以工业规模生产液氢，所生产的液氢除供应大型火箭发动机试研场和火箭发射基地以外，还供应大学、研究所、液氢泡室、食品工业、化学工业、半导体工业、玻璃工业等部门。美国的工业规模氢液化设备，都是1957年以后建成投产的，07l／d-17l／d的工厂6座，30l／d的4座，60l／d的：座。随着美国宇航工业的需要，1965一1970年液氢生产达到了历史最高水平，日产液氢约220t。其后，由于美国宇航工业紧缩，液氢产量也随之有所下降。目前，老的中小型设备已经停产，仅有几座大型设备在运行。欧洲、日本，虽然都有工业规模生产装置，但其生产规模、液氢产量，尤其是产品价格，根本无法与美国相比。我国的情况还要差一些，目前仅有陕西兴平化肥厂的液氢生产装置和101所新建液氢生产装置可生产。兴平装置名义产量可达1200L／h，但开工生产率不足10％，因为产品仅供航天发射和氢。氧发动机研制试验用。而且工艺流程落后、生产设备陈；日，液氢价格异常昂贵，用户一次购量超过100m3售价为20000元／m3不足20m3时，价格竟高达50000元／m3。而且，每辆液氢铁路槽车要外加10万元的预冷费。101所新建氢液化装置目前尚处试运行阶段，许多方面还不能下结论。但有两点似乎可以肯定：其一是氢液化工艺的技术水平提高了一大步；其二是液氢生产成本会有所降低，但不会降低很多。这主要是因为生产规模小，原料氢生产工艺落后（电解水制氢）、生产成本高。美国由于实现氢液化设备大型化的同时，政府还对设备提供全部贷款援助，而且规定设备偿还费与产品、产量无关。许多液氢生产厂又采用从废气中提取原料氢，所以液氢价格非常低廉，到70年代后期随着生产规模的不断扩大，液氢价格已降到10-20美分／磅（15.6-31.2美元／m3）。
3结束语
目前，由于我国的工业尚欠发达，许多本该用氢的部门对氢，特别是液氢没有需求，这就限制了液氢的生产规模。从另一方面说，由于液氢生产规模小，生产工艺落后，产品价格太贵，许多部门想用而不敢用，也用不起。要改变这种尴尬局面，决非一朝一夕之功。虽然液氢的生产及应用(第2页)尚有许多困难，但氢具有其独特的优势，它是最洁净、最理想的能量载体。随着我国工业的发展和技术进步，氢在许多部门，如航天、航空、运输、电子、冶金、化工、食品、玻璃，甚至民用燃料部门必将得到广泛采用。由于市场的扩大，液氢生产规模必将随之扩大，工艺水平不断提高，因而液氢生产成本会大大降低，从而使我国的液氢生产及应用走向良性循环。要做到这一点，除了从事液氢研究、生产的工程技术人员不懈努力，改进生产工艺、研制先进设备之外，更重要的是政府要制定适当的政策，大力扶持液氢工业，有效地宣传、组织、促进各部门对液氢的推广、应用。
《液氢的生产及应用(第2页)》
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