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KR20200109054A - Apparatus for hydrogen liquefaction using cold energy of liquid natural gas - Google Patents

Apparatus for hydrogen liquefaction using cold energy of liquid natural gas Download PDF

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KR20200109054A
KR20200109054A KR1020190028071A KR20190028071A KR20200109054A KR 20200109054 A KR20200109054 A KR 20200109054A KR 1020190028071 A KR1020190028071 A KR 1020190028071A KR 20190028071 A KR20190028071 A KR 20190028071A KR 20200109054 A KR20200109054 A KR 20200109054A
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KR
South Korea
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hydrogen
gas
lng
liquid
nitrogen
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Application number
KR1020190028071A
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Korean (ko)
Inventor
양원돈
이성춘
신재린
Original Assignee
주식회사 한국초저온
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.)
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Publication date
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Abstract

본 발명에서는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 수소 액화 공정에 이용함에 있어 한계가 되고 있는 온도 문제를 해결하고자 창안된 것으로, 액화온도가 - 253 ℃인 수소가스를 액화하는 공정에 - 162 ℃인 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 온도 보다 낮은 온도영역에 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 최대한 이용할 수 있도록 다단 밀폐사이클을 적용하는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 이용 수소 액화 공정이다.
다양한 실시 예들에 따른 수소 가스를 액화시키는 장치는 수소 가스를 액화시키는 데 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용함에 있어서, 상온의 수소 가스를 압축하는 압축기, 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 액체 질소, 액체 네온 또는 액체 수소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액체를 발생시키고, 액체를 이용하여 수소 가스를 냉각시키는 다단의 밀폐 냉각 장치, 수소 가스의 압력을 저하시켜, 수소 가스의 적어도 일부를 액체 수소로 변화시키는 팽창 장치, 및 액체 수소와 수소 가스의 나머지를 분리시키는 기액 분리 장치를 포함할 수 있다.In the present invention, it was invented to solve the temperature problem that is limiting in the use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) in the hydrogen liquefaction process, and the process of liquefying hydrogen gas with a liquefaction temperature of -253 ℃ is -162 ℃. It is a hydrogen liquefaction process using cold heat of liquefied natural gas (LNG) by applying a multi-stage sealing cycle to maximize the use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) in a temperature range lower than the cold heat temperature of liquefied natural gas (LNG).
In the apparatus for liquefying hydrogen gas according to various embodiments, in using cold heat of liquefied natural gas (LNG) to liquefy hydrogen gas, a compressor for compressing hydrogen gas at room temperature, liquid nitrogen using cold heat of liquefied natural gas , Liquid neon or liquid hydrogen, a multi-stage sealed cooling device for cooling hydrogen gas using a liquid, and reducing the pressure of the hydrogen gas to convert at least part of the hydrogen gas into liquid hydrogen It may include a changing expansion device, and a gas-liquid separation device for separating liquid hydrogen and the remainder of the hydrogen gas.

Description

액화 천연 가스의 냉열을 이용하는 수소 액화 장치{APPARATUS FOR HYDROGEN LIQUEFACTION USING COLD ENERGY OF LIQUID NATURAL GAS}Hydrogen liquefaction equipment using cold heat of liquefied natural gas {APPARATUS FOR HYDROGEN LIQUEFACTION USING COLD ENERGY OF LIQUID NATURAL GAS}

본 발명은 수소 가스의 액화 공정 중 에너지 절약형 액화 공정인 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 최대한 이용하는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하는 다단 수소 액화 장치에 관한 것이다. 수소 가스의 액화 온도는 -253℃로 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 온도인 - 162 ℃까지 만을 이용하게 되는 제한이 따르게 된다. 본 발명에서는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 수소 액화 공정에 적용함에 있어 제한이 되는 온도 문제를 해결하고자 창안된 것이다. The present invention relates to a multi-stage hydrogen liquefaction apparatus using the cold heat of liquefied natural gas (LNG) to maximize the cold heat of liquefied natural gas (LNG), which is an energy-saving liquefaction process in the liquefaction process of hydrogen gas. The liquefaction temperature of hydrogen gas is -253°C, and there is a restriction that only the use of the liquefied natural gas (LNG) is -162°C. In the present invention, it was invented to solve the temperature problem that is limited in applying cold heat of liquefied natural gas (LNG) to a hydrogen liquefaction process.

본 발명의 액화 공정은 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 사용하여 질소 액화 밀폐 공정과 네온 액화 밀폐 공정 중 적어도 어느 하나를 구성하여 수소 가스를 다단으로 냉각시키면서 수소 가스 냉각, 변환열 제거, 액화 잠열의 일부를 제거하여 액화율을 크게 증진시키는 것을 특징으로 한다. 이는 많은 양의 수소를 액화시키는 방법으로 액화장치 비용을 크게 절감시키고, 에너지 낭비를 줄이는 효과적인 액화 시스템이 된다.The liquefaction process of the present invention comprises at least one of a nitrogen liquefaction sealing process and a neon liquefaction sealing process using cold heat of liquefied natural gas (LNG) to cool the hydrogen gas in multiple stages while cooling hydrogen gas, removing heat of conversion, and latent heat of liquefaction. It is characterized in that it greatly enhances the liquefaction rate by removing a part of it. This is a method of liquefying a large amount of hydrogen, which greatly reduces the cost of the liquefier and becomes an effective liquefaction system that reduces energy waste.

전세계적으로 사용량이 증가하고 있는 액화 천연 가스(LNG)는 - 162 ℃의 액체 상태로 도입되어 저장 탱크에 저장한 후 해수로 가스화되어 도시가스로 공급되고 있다. 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 이용은 이 해수에 버리는 극저온 에너지 즉, 냉열을 회수하여 이용하는 것으로 수소를 액화하는 공정에 이용이 가능하다.Liquefied natural gas (LNG), which is increasingly used worldwide, is introduced in a liquid state of -162°C, stored in a storage tank, and then gasified into seawater and supplied as city gas. The use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) can be used in the process of liquefying hydrogen by recovering and using cryogenic energy, that is, cold heat thrown in the seawater.

수소 가스의 액화를 위하여는 대기압에서 - 253 ℃까지 온도를 저하시켜야 하며, 이를 위한 제거 열량은 상온의 가스를 액체 온도 전까지 저하시키는 현열 제거와 기체에서 액체로 상이 변화하는 상변화 잠열 제거를 합하여 443 kJ/kg, 그리고 수소 분자(H2)가 회전이 바뀌면서 발생하는 열 즉, 변환열(Conversion heat)인 703.3 kJ/kg을 제거하여야 한다. 이렇게 많은 에너지를 제거하여야 하는 액화 공정의 소요 에너지를 절약할 수 있는 종래의 액화 공정으로는 액화 천연 가스(LNG)가 보유하고 있는 냉열을 이용한 수소 액화 공정이 있다. 그러나, 수소액화 공정에 이용할 수 있는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 온도는 1 기압에서 최저 상변화 온도인 - 162 ℃까지로 이용할 수 있는 온도는 제한이 따르게 된다. In order to liquefy hydrogen gas, the temperature must be lowered from atmospheric pressure to -253 ℃, and the amount of heat removed for this is 443 by combining the sensible heat removal that lowers the gas at room temperature until the liquid temperature and the phase change latent heat removal that changes phase from gas to liquid. kJ/kg, and heat generated when the rotation of hydrogen molecules (H2) changes, that is, 703.3 kJ/kg, which is the conversion heat, must be removed. As a conventional liquefaction process that can save energy required for the liquefaction process in which a lot of energy must be removed, there is a hydrogen liquefaction process using cold heat held by liquefied natural gas (LNG). However, the cold heat temperature of liquefied natural gas (LNG) that can be used in the hydrogen liquefaction process is from 1 atmosphere to the lowest phase change temperature of -162°C, and the temperature that can be used is limited.

도 1은 종래 기술에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치(100)을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a hydrogen liquefaction apparatus 100 using liquefied natural gas (LNG) cold heat according to the prior art.

도 1을 참조하면, 일반적인 수소 액화 장치(100)은 압축기(110), LNG 냉각기(120), 다수 개의 일반 냉각기(130, 140, 160, 170)들, 팽창 장치(181, 183) 및 기액 분리 장치(190)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a general hydrogen liquefaction device 100 includes a compressor 110, an LNG cooler 120, a plurality of general coolers 130, 140, 160, 170, expansion devices 181, 183, and gas-liquid separation. Device 190 may be included.

압축기(110)는 상온의 수소 가스를 압축시킬 수 있다. LNG 냉각기(120)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 압축기(110)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)의 냉열은 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(120)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스를 대략 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다. 일반 냉각기(130, 140, 160, 170)들은 LNG 냉각기(120)로부터 전달되는 수소 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다. 팽창 장치(181, 183)는 LNG 냉각기(120) 또는 일반 냉각기(130, 140, 160, 170) 중 적어도 어느 하나로부터 전달되는 수소 가스의 압력을 대기압으로 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 팽창 장치(181, 183)에서 수소 가스의 일부, 예컨대 대략 35 %가 액체 수소로 변화되고, 팽창 장치(181, 183)로부터 액체 수소와 수소 가스가 혼합되어 인출될 수 있다. 기액 분리 장치(190)는 팽창 장치(181, 183)로부터 전달되는 액체 수소와 수소 가스를 분리할 수 있다. The compressor 110 may compress hydrogen gas at room temperature. The LNG cooler 120 may cool hydrogen gas delivered from the compressor 110 using liquefied natural gas (LNG). At this time, the cold heat of the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162 °C, and the LNG cooler 120 may cool the hydrogen gas to approximately -150 °C by using the cold heat of the liquefied natural gas (LNG). General coolers (130, 140, 160, 170) may additionally cool the hydrogen gas delivered from the LNG cooler (120). The expansion devices 181 and 183 may reduce the pressure of hydrogen gas delivered from at least one of the LNG coolers 120 or the general coolers 130, 140, 160, and 170 to atmospheric pressure. Through this, part of the hydrogen gas, for example, about 35%, is converted into liquid hydrogen in the expansion devices 181 and 183, and liquid hydrogen and hydrogen gas are mixed and extracted from the expansion devices 181 and 183. The gas-liquid separation device 190 may separate liquid hydrogen and hydrogen gas delivered from the expansion devices 181 and 183.

본 발명에서는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 수소 액화 공정에 이용함에 있어 제한이 되는 온도문제를 해결하고자 창안된 것으로, 크게 2단계 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 이용 질소 냉각 열교환 공정과 네온 냉각 열교환 공정으로 구성된다. 1 단계는 - 162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여 액화 공정의 고압 수소가스를 예냉시키는 제 1 냉각 단계와, 2 단계는 - 162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여 질소 가스를 냉각하여 액체 질소를 얻고 이 액체 질소로 수소 액화 공정의 고압 수소 가스를 추가 냉각시키는 제 2 냉각 단계, 그리고 3 단계는 -162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여 상기한 질소 밀폐사이클에서 액체 질소를 얻고, 이 액체 질소의 냉열을 추가된 네온 밀폐사이클에서 액체 네온을 제조하여 고압 수소가스를 추가 냉각시키는 제 3 냉각 단계로 구성된다.In the present invention, it was devised to solve the temperature problem that is limited in the use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) in the hydrogen liquefaction process, and largely, a nitrogen cooling heat exchange process using cold heat of two-stage liquefied natural gas (LNG) and neon cooling It consists of a heat exchange process. The first step is the first cooling step of precooling the high-pressure hydrogen gas of the liquefaction process using the cold heat of -162 ℃ liquefied natural gas (LNG), and the second step is the cold heat of -162 ℃ liquefied natural gas (LNG). The second cooling step of cooling the nitrogen gas to obtain liquid nitrogen and further cooling the high-pressure hydrogen gas of the hydrogen liquefaction process with this liquid nitrogen, and the third step is the use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) at -162°C. It consists of a third cooling step in which liquid nitrogen is obtained in one nitrogen sealed cycle, and liquid neon is produced in a neon sealed cycle in which cold heat of the liquid nitrogen is added to further cool high-pressure hydrogen gas.

그러므로 본 발명은 수소가스를 - 253 ℃까지 액화시키는 공정에 소요되는 냉각 에너지를 해수에 버리는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 적용함에 있어, 액화 천연 가스(LNG) 액체가 가지고 있는 - 162 ℃의 온도 제약 문제를 해결하여 액체 수소의 제조에 소요되는 에너지 비용을 크게 절약하는 공정을 제공한다.Therefore, the present invention applies the cold heat of liquefied natural gas (LNG) that discards the cooling energy required for the process of liquefying hydrogen gas to -253 ℃ in seawater, the liquefied natural gas (LNG) liquid has a -162 ℃ It provides a process that greatly reduces the energy cost required for the production of liquid hydrogen by solving the temperature constraint problem.

본 발명은 - 162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 액화 온도가 - 253 ℃인 액체수소의 제조공정에 이용함에 있어서, 종래의 액화 천연 가스(LNG)의 온도 한계로 초기 냉각공정에만 적용할 수 있는 온도 제한 문제를 해결하여, 액화시키고자 하는 수소가스의 온도 단계별 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 적용하도록 하여 에너지 소요량을 크게 감소시키면서 액체 수소 수율을 크게 증진시키는 것을 특징으로 한다.The present invention is applied only to the initial cooling process due to the temperature limit of the conventional liquefied natural gas (LNG) in using the cold heat of -162 ℃ liquefied natural gas (LNG) in the manufacturing process of liquid hydrogen having a liquefaction temperature of -253 ℃ It is characterized in that the liquid hydrogen yield is greatly improved while reducing energy requirements by applying cold heat of liquefied natural gas (LNG) at each temperature step of the hydrogen gas to be liquefied by solving the possible temperature limitation problem.

이를 해결하기 위하여, 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 예냉 공정과 질소 순환 밀폐사이클, 그리고 네온 순환 밀폐사이클을 고안하여 액화시키고자 하는 수소 가스가 다단의 냉각공정을 거치면서 온도가 점차 저하되도록 하는 공정을 구성하는 것이다.In order to solve this problem, a pre-cooling process, a nitrogen circulation sealing cycle, and a neon circulation sealing cycle are devised to reduce the temperature of the hydrogen gas to be liquefied through a multi-stage cooling process. It constitutes the process.

다양한 실시 예들에 따른 수소 가스를 액화시키는 장치는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용함에 있어서, 상온의 수소 가스를 압축하는 압축기, 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 액체 질소, 액체 네온 또는 액체 수소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액체를 발생시키고, 상기 액체를 이용하여 상기 압축된 수소 가스를 냉각시키는 다단의 밀폐 냉각 장치, 상기 냉각된 수소 가스의 압력을 저하시켜, 상기 냉각된 수소 가스의 적어도 일부를 액체 수소로 변화시키는 팽창 장치, 및 상기 액체 수소와 상기 냉각된 수소 가스의 나머지를 분리시키는 기액 분리 장치를 포함할 수 있다. In the apparatus for liquefying hydrogen gas according to various embodiments, in using the cold heat of liquefied natural gas (LNG), a compressor that compresses hydrogen gas at room temperature, liquid nitrogen, liquid neon, or liquid hydrogen using the cold heat of liquefied natural gas. Multi-stage hermetic cooling device for generating a liquid containing at least one of the above and cooling the compressed hydrogen gas using the liquid, at least a part of the cooled hydrogen gas by reducing the pressure of the cooled hydrogen gas And a gas-liquid separation device for separating the liquid hydrogen and the rest of the cooled hydrogen gas.

본 발명은 - 162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 다단의 액체 수소의 제조 공정에 이용하는 효과를 제공하며 수소 액화 에너지 소요량을 크게 감소시키면서 액체 수소 수율을 크게 증진시키는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of using cold heat of -162° C. liquefied natural gas (LNG) in a multi-stage liquid hydrogen manufacturing process, greatly reducing the hydrogen liquefaction energy requirement, and greatly improving the liquid hydrogen yield.

또한, 에너지가 크게 소요되는 수소 액화 공정에 자연계인 해수에 버려지는 액화 천연 가스(LNG) 의 기화열 이용을 극대화할 수 있는 공정으로 에너지 절약 효과와 액체 수소 수율을 50 %이상 제조하는 액화 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.In addition, a liquefaction system and method that maximizes the use of the heat of vaporization of liquefied natural gas (LNG) discarded in natural seawater in the hydrogen liquefaction process, which requires a lot of energy, and produces an energy saving effect and a liquid hydrogen yield of 50% or more. To provide.

도 1은 종래 기술에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 제 2 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 제 3 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 제 4 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a hydrogen liquefaction apparatus using liquefied natural gas (LNG) cold heat according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a hydrogen liquefaction apparatus using cold heat for liquefied natural gas (LNG) according to the first embodiment.
3 is a diagram showing a hydrogen liquefaction apparatus using cold heat for liquefied natural gas (LNG) according to a second embodiment.
4 is a diagram illustrating a hydrogen liquefaction apparatus using cold heat for liquefied natural gas (LNG) according to a third embodiment.
5 is a diagram showing a hydrogen liquefaction apparatus using cold heat for liquefied natural gas (LNG) according to a fourth embodiment.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, -162 ℃의 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 액화 온도가 - 253 ℃인 액체수소의 제조공정에 이용함에 있어서, 종래의 액화 천연 가스(LNG)의 이용 온도 한계로 초기 냉각 공정에만 적용할 수 있는 것을 해결하여, 액화시키고자 하는 수소 가스의 온도를 단계별 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 적용이 가능하도록 하여 50 % 이상의 액체 수소를 얻는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention has been made in order to solve the above problems, in the use of cold heat of liquefied natural gas (LNG) of -162 °C in the manufacturing process of liquid hydrogen having a liquefaction temperature of -253 °C, conventional liquefied natural gas (LNG) By solving the problem that can only be applied to the initial cooling process due to the use temperature limit of, it is characterized in that 50% or more of liquid hydrogen is obtained by allowing the temperature of the hydrogen gas to be liquefied to be applied to the cooling and heat of liquefied natural gas (LNG) step by step. Is to do.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 제 1 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치(200)을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an apparatus 200 for liquefying hydrogen using liquefied natural gas (LNG) cold heat according to the first embodiment.

도 2를 참조하면, 제 1 실시 예에 따른 수소 액화 장치(200)은, 압축기(210), LNG 냉각기(220), 밀폐 냉각 장치(230), 적어도 하나의 일반 냉각기(240, 260, 270), 팽창 장치(281, 283) 및 기액 분리 장치(290)를 포함할 수 있다. 제 1 실시 예에 따르면, 수소 가스가 두 단계들의 LNG 냉각 공정들에 따라 액화될 수 있다. 즉 수소 가스에 있어서, LNG 냉각기(220)에 의한 1 차 LNG 냉각 공정과 밀폐 냉각 장치(230)에 의한 2 차 LNG 냉각 공정이 수행될 수 있다. Referring to Figure 2, the hydrogen liquefaction apparatus 200 according to the first embodiment, a compressor 210, an LNG cooler 220, a hermetic cooling device 230, at least one general cooler (240, 260, 270) , Expansion devices 281 and 283, and a gas-liquid separation device 290 may be included. According to the first embodiment, hydrogen gas may be liquefied according to the LNG cooling processes of two stages. That is, for hydrogen gas, a primary LNG cooling process by the LNG cooler 220 and a secondary LNG cooling process by the hermetic cooling device 230 may be performed.

압축기(210)는 상온의 수소 가스를 압축시킬 수 있다.The compressor 210 may compress hydrogen gas at room temperature.

LNG 냉각기(220)는 1 차 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이를 위해, LNG 냉각기(220)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 압축기(210)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, LNG 냉각기(220)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스를 상온에서 대략 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다.The LNG cooler 220 may perform a primary LNG cooling process. To this end, the LNG cooler 220 may cool the hydrogen gas delivered from the compressor 210 by using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the LNG cooler 220 may cool the hydrogen gas from room temperature to about -150 °C by using cold heat of liquefied natural gas (LNG).

밀폐 냉각 장치(230)는 2 차 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 밀폐 냉각 장치(230)는 질소 밀폐사이클을 구성하고, 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 그리고 밀폐 냉각 장치(230)는 액체 질소를 이용하여, LNG 냉각기(220)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 밀폐 냉각 장치(230)는 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다. The hermetic cooling device 230 may perform a secondary LNG cooling process. To this end, the hermetic cooling device 230 may configure a nitrogen sealed cycle and generate liquid nitrogen using liquefied natural gas (LNG). In addition, the hermetic cooling device 230 may cool the hydrogen gas delivered from the LNG cooler 220 using liquid nitrogen. At this time, the hermetic cooling device 230 may cool the hydrogen gas from about -150 °C to about -190 °C.

밀폐 냉각 장치(230)는 질소 압축기(231), 질소 열교환기(233), 질소 팽창 밸브(235) 및 수소 냉각기(237)를 포함할 수 있다. 질소 압축기(231)는 질소 가스를 압축시킬 수 있다. 질소 열교환기(233)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 질소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 열교환기(233)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 질소 가스를 대략 - 196 ℃로 냉각시킬 수 있다. 질소 팽창 밸브(235)는 질소 가스의 압력을 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 가스가 액체 질소로 변화되고, 질소 팽창 밸브(235)로부터 액체 질소가 인출될 수 있다. 수소 냉각기(237)는 액체 질소를 이용하여, LNG 냉각기(220)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 수소 냉각기(237)가 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다.The hermetic cooling device 230 may include a nitrogen compressor 231, a nitrogen heat exchanger 233, a nitrogen expansion valve 235, and a hydrogen cooler 237. The nitrogen compressor 231 may compress nitrogen gas. The nitrogen heat exchanger 233 may cool nitrogen gas using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the nitrogen heat exchanger 233 may cool the nitrogen gas to approximately -196°C by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). The nitrogen expansion valve 235 may reduce the pressure of the nitrogen gas. Through this, nitrogen gas is changed to liquid nitrogen, and liquid nitrogen may be withdrawn from the nitrogen expansion valve 235. The hydrogen cooler 237 may cool hydrogen gas delivered from the LNG cooler 220 using liquid nitrogen. At this time, the hydrogen cooler 237 may cool the hydrogen gas from about -150°C to about -190°C.

일반 냉각기(240, 260, 270)는 밀폐 냉각 장치(230)로부터 전달되는 수소 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다.The general coolers 240, 260, and 270 may additionally cool the hydrogen gas delivered from the hermetic cooling device 230.

팽창 장치(281, 283)는 밀폐 냉각 장치(230) 또는 일반 냉각기(240, 260, 270) 중 적어도 어느 하나로부터 전달되는 수소 가스의 압력을 대기압으로 저하시킬 수 있다. 팽창 장치(281, 283)는 팽창기(281) 또는 팽창 밸브(283) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 팽창 장치(281, 283)에서 수소 가스의 일부가 액체 수소가 변화되고, 팽창 장치(281, 283), 예컨대 팽창 밸브(283)로부터 액체 수소와 수소 가스가 혼합되어 인출될 수 있다.The expansion devices 281 and 283 may reduce the pressure of the hydrogen gas delivered from at least one of the hermetic cooling device 230 or the general coolers 240, 260, and 270 to atmospheric pressure. The expansion devices 281 and 283 may include at least one of an expander 281 or an expansion valve 283. Through this, a part of the hydrogen gas in the expansion devices 281 and 283 is changed to liquid hydrogen, and liquid hydrogen and hydrogen gas may be mixed and extracted from the expansion devices 281 and 283, for example, the expansion valve 283.

기액 분리 장치(290)는 팽창 장치(281, 283)로부터 전달되는 액체 수소와 수소 가스를 분리할 수 있다.The gas-liquid separation device 290 may separate liquid hydrogen and hydrogen gas delivered from the expansion devices 281 and 283.

제 1 실시 예에 따르면, LNG 냉각기(220)가 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 1 차적으로 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 LNG 냉각기(220)는 압축기(210)에서 압축된 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 압축기(210)에서, 수소 가스는 공기, 물, 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 또는 밀폐 냉각 장치(230)의 잔류 저온 중 적어도 어느 하나에 의해, 상온에서 40 ℃로 냉각될 수 있다. LNG 냉각기(220)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, LNG 냉각기(220)는 수소 가스를 상온 또는 40 ℃에서 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다. According to the first embodiment, the LNG cooler 220 may primarily cool hydrogen gas using liquefied natural gas (LNG). At this time, the LNG cooler 220 may cool the hydrogen gas compressed by the compressor 210. In the compressor 210, the hydrogen gas may be cooled from room temperature to 40° C. by at least one of air, water, cold heat of liquefied natural gas (LNG) or residual low temperature of the hermetic cooling device 230. The LNG cooler 220 may cool hydrogen gas by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). Here, the LNG cooler 220 may cool the hydrogen gas from room temperature or 40 °C to -150 °C.

제 1 실시 예에 따르면, 밀폐 냉각 장치(230)가 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 2 차적으로 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 밀폐 냉각 장치(230)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 여기서, 밀폐 냉각 장치(230)에서, 액체 질소가 순환하는 질소 밀폐사이클이 형성될 수 있다. 예를 들면, 질소 밀폐사이클을 따라 순환하는 작동 유체는 실질적으로 - 196 ℃의 액체 질소, - 194 ℃의 건조 공기, - 186 ℃의 알곤 또는 -183 ℃의 산소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그리고 밀폐 냉각 장치(230)는 액체 질소의 저온을 이용하여, 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 밀폐 냉각 장치(230)는 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다.According to the first embodiment, the hermetic cooling device 230 may secondaryly cool the hydrogen gas using liquefied natural gas (LNG). In this case, the hermetic cooling device 230 may generate liquid nitrogen by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). Here, in the hermetic cooling device 230, a nitrogen sealed cycle in which liquid nitrogen circulates may be formed. For example, the working fluid circulating along the nitrogen closed cycle may substantially comprise at least one of -196°C liquid nitrogen, -194°C dry air, -186°C argon or -183°C oxygen. . In addition, the hermetic cooling device 230 may cool the hydrogen gas using a low temperature of liquid nitrogen. Here, the hermetic cooling device 230 may cool the hydrogen gas from about -150 °C to about -190 °C.

제 1 실시 예에 따르면, 팽창 장치(281, 283)가 수소 가스의 압력을 저하시켜, 수소 가스의 적어도 일부를 액체 수소로 변화시킬 수 있다. 여기서, 일반 냉각기(260, 270)가 제 2 밀폐 냉각 장치(240)와 팽창 장치(281, 283) 사이에서 수소 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다. 이 때 팽창 장치(281, 283)에서, 수소 가스가 액체 수소로 변화될 수 있다. 이를 통해, 기액 분리 장치(290)가 액체 수소와 나머지 수소 가스를 분리할 수 있다. 이 때 나머지 수소 가스는 압축기(210)로 반송될 수 있다.According to the first embodiment, the expansion devices 281 and 283 may reduce the pressure of the hydrogen gas to change at least a portion of the hydrogen gas into liquid hydrogen. Here, the general coolers 260 and 270 may additionally cool the hydrogen gas between the second hermetic cooling device 240 and the expansion devices 281 and 283. At this time, in the expansion devices 281 and 283, hydrogen gas can be changed to liquid hydrogen. Through this, the gas-liquid separation device 290 may separate liquid hydrogen from the remaining hydrogen gas. At this time, the remaining hydrogen gas may be returned to the compressor 210.

도 3은 제 2 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치(300)을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a hydrogen liquefaction apparatus 300 using cold heat for liquefied natural gas (LNG) according to a second embodiment.

도 3을 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 수소 액화 장치(300)은 압축기(310), 밀폐 냉각 장치(330), 적어도 하나의 일반 냉각기(340, 360, 370), 팽창 장치(381, 383) 및 기액 분리 장치(390)를 포함할 수 있다. 이 때 압축기(310), 일반 냉각기(340, 360, 370), 팽창 장치(381, 383) 및 기액 분리 장치(390)는 제 1 실시 예의 대응하는 구성 요소들과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 3, the hydrogen liquefaction device 300 according to the second embodiment includes a compressor 310, a hermetic cooling device 330, at least one general cooler 340, 360, 370, and expansion devices 381, 383. ) And a gas-liquid separation device 390. At this time, the compressor 310, the general coolers 340, 360, 370, the expansion devices 381, 383, and the gas-liquid separation device 390 are similar to the corresponding components of the first embodiment, and thus detailed descriptions thereof will be omitted. .

제 2 실시 예에 따르면, 밀폐 냉각 장치(330)는 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 밀폐 냉각 장치(330)는 질소 밀폐사이클을 구성하고, 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 그리고 밀폐 냉각 장치(330)는 액체 질소를 이용하여, 압축기(310)로부터 전달되는 40’C의 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 밀폐 냉각 장치(330)는 수소 가스를 상온에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다. According to the second embodiment, the hermetic cooling device 330 may perform an LNG cooling process. To this end, the hermetic cooling device 330 may configure a nitrogen sealed cycle and generate liquid nitrogen using liquefied natural gas (LNG). In addition, the hermetic cooling device 330 may cool the 40'C hydrogen gas delivered from the compressor 310 using liquid nitrogen. At this time, the hermetic cooling device 330 may cool the hydrogen gas to about -190 °C at room temperature.

밀폐 냉각 장치(330)는 질소 압축기(331), 질소 열교환기(333), 질소 팽창 밸브(335) 및 수소 냉각기(337)를 포함할 수 있다. 질소 압축기(331)는 질소 가스를 압축시킬 수 있다. 질소 열교환기(333)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 질소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 열교환기(333)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 질소 가스를 대략 - 196 ℃로 냉각시킬 수 있다. 질소 팽창 밸브(335)는 질소 가스의 압력을 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 가스가 액체 질소로 변화되고, 질소 팽창 밸브(330)로부터 액체 질소가 인출될 수 있다. 수소 냉각기(337)는 액체 질소를 이용하여, 압축기(310)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 수소 냉각기(337)가 수소 가스를 상온에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다.The hermetic cooling device 330 may include a nitrogen compressor 331, a nitrogen heat exchanger 333, a nitrogen expansion valve 335, and a hydrogen cooler 337. The nitrogen compressor 331 may compress nitrogen gas. The nitrogen heat exchanger 333 may cool nitrogen gas using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the nitrogen heat exchanger 333 may cool the nitrogen gas to approximately −196° C. by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). The nitrogen expansion valve 335 may reduce the pressure of nitrogen gas. Through this, nitrogen gas is changed to liquid nitrogen, and liquid nitrogen may be withdrawn from the nitrogen expansion valve 330. The hydrogen cooler 337 may cool hydrogen gas delivered from the compressor 310 using liquid nitrogen. At this time, the hydrogen cooler 337 may cool the hydrogen gas from room temperature to approximately -190°C.

도 4는 제 3 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치(400)을 도시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating an apparatus 400 for liquefying hydrogen using liquefied natural gas (LNG) cold heat according to a third embodiment.

도 4를 참조하면, 제 3 실시 예에 따른 수소 액화 장치(400)는 압축기(410), LNG 냉각기(420), 제 1 밀폐 냉각 장치(430), 제 2 밀폐 냉각 장치(440), 적어도 하나의 일반 냉각기(460, 470), 팽창 장치(481, 483) 및 기액 분리 장치(490)를 포함할 수 있다. 제 3 실시 예에 따르면, 수소 가스가 세 단계들의 LNG 냉각 공정들에 따라 액화될 수 있다. 즉 수소 가스에 있어서, LNG 냉각기(420)에 의한 1 차 LNG 냉각 공정, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)에 의한 2 차 LNG 냉각 공정 및 제 2 밀폐 냉각 장치(440)에 의한 3 차 LNG 냉각 공정이 수행될 수 있다. 4, the hydrogen liquefaction device 400 according to the third embodiment includes a compressor 410, an LNG cooler 420, a first hermetic cooling device 430, a second hermetic cooling device 440, at least one It may include a general cooler (460, 470), expansion devices (481, 483) and gas-liquid separation device (490). According to the third embodiment, hydrogen gas may be liquefied according to three stages of LNG cooling processes. That is, in hydrogen gas, the primary LNG cooling process by the LNG cooler 420, the secondary LNG cooling process by the first hermetic cooling device 430, and the tertiary LNG cooling process by the second hermetic cooling device 440 This can be done.

압축기(410)는 상온의 수소 가스를 압축시킬 수 있다.The compressor 410 may compress hydrogen gas at room temperature.

LNG 냉각기(420)는 1 차 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이를 위해, LNG 냉각기(420)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 압축기(410)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, LNG 냉각기(220)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스를 상온에서 대략 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다.The LNG cooler 420 may perform a primary LNG cooling process. To this end, the LNG cooler 420 may cool hydrogen gas delivered from the compressor 410 by using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the LNG cooler 220 may cool the hydrogen gas from room temperature to about -150 °C by using cold heat of liquefied natural gas (LNG).

제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 2 차 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 질소 밀폐사이클을 구성하고, 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 그리고 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 액체 질소를 이용하여, LNG 냉각기(420)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다. The first hermetic cooling device 430 may perform a second LNG cooling process. To this end, the first hermetic cooling device 430 may configure a nitrogen sealed cycle and generate liquid nitrogen using liquefied natural gas (LNG). In addition, the first hermetic cooling device 430 may cool the hydrogen gas delivered from the LNG cooler 420 using liquid nitrogen. At this time, the first hermetic cooling device 430 may cool the hydrogen gas from about -150 °C to about -190 °C.

제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 제 1 질소 압축기(431), 제 1 질소 열교환기(433), 제 1 질소 팽창 밸브(435) 및 제 1 수소 냉각기(437)를 포함할 수 있다. 제 1 질소 압축기(431)는 질소 가스를 압축시킬 수 있다. 제 1 질소 열교환기(433)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 질소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 제 1 질소 열교환기(433)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 질소 가스를 대략 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다. 제 1 질소 팽창 밸브(435)는 질소 가스의 압력을 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 가스가 액체 질소로 변화되고, 제 1 질소 팽창 밸브(435)로부터 액체 질소가 인출될 수 있다. 제 1 수소 냉각기(437)는 액체 질소를 이용하여, LNG 냉각기(420)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 제 1 수소 냉각기(437)가 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다.The first hermetic cooling device 430 may include a first nitrogen compressor 431, a first nitrogen heat exchanger 433, a first nitrogen expansion valve 435, and a first hydrogen cooler 437. The first nitrogen compressor 431 may compress nitrogen gas. The first nitrogen heat exchanger 433 may cool nitrogen gas by using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the first nitrogen heat exchanger 433 may cool the nitrogen gas to about -150°C by using the cold heat of liquefied natural gas (LNG). The first nitrogen expansion valve 435 may reduce the pressure of nitrogen gas. Through this, nitrogen gas is changed to liquid nitrogen, and liquid nitrogen may be withdrawn from the first nitrogen expansion valve 435. The first hydrogen cooler 437 may cool hydrogen gas delivered from the LNG cooler 420 using liquid nitrogen. At this time, the first hydrogen cooler 437 may cool the hydrogen gas from about -150°C to about -190°C.

제 2 밀폐 냉각 장치(440)는 3 차 LNG 냉각 공정을 수행할 수 있다. 제 2 밀폐 냉각 장치(440)는 질소 밀폐 장치(441)와 네온 밀폐 장치(451)를 포함할 수 있다. 제 2 밀폐 냉각 장치(440)는 질소 밀폐사이클과 네온 밀폐사이클을 구성하고, 질소 밀폐사이클에서 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시키고, 네온 밀폐사이클에서 액체 질소를 이용하여 액체 네온을 발생시킬 수 있다. 그리고 제 2 밀폐 냉각 장치(440)는 액체 네온을 이용하여, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 제 2 밀폐 냉각 장치(440)는, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 대략 - 190 ℃에서 대략 - 240 ℃로 냉각시킬 수 있다. 질소 밀폐 장치(441)는 질소 밀폐사이클을 구성하고, 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 이 때 질소 밀폐 장치(441)는 네온 밀폐 장치(451)의 구성 요소들 중 적어도 어느 하나와 함께, 질소 밀폐사이클을 구성할 수 있다. 이를 통해, 질소 밀폐 장치(441)가 액체 질소를 이용하여 네온 밀폐 장치(451)에 저온을 제공할 수 있다. 질소 밀폐 장치(441)는 제 2 질소 압축기(442), 제 2 질소 열교환기(443) 및 제 2 질소 팽창 밸브(444)를 포함할 수 있다. The second hermetic cooling device 440 may perform a third LNG cooling process. The second hermetic cooling device 440 may include a nitrogen sealing device 441 and a neon sealing device 451. The second sealed cooling device 440 constitutes a nitrogen sealed cycle and a neon sealed cycle, generates liquid nitrogen using liquefied natural gas (LNG) in the nitrogen sealed cycle, and uses liquid nitrogen in the neon sealed cycle. Can occur. In addition, the second hermetic cooling device 440 may use liquid neon to cool the hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430. At this time, the second hermetic cooling device 440 may cool the hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430 from about -190°C to about -240°C. The nitrogen sealing device 441 constitutes a nitrogen sealing cycle, and may generate liquid nitrogen using liquefied natural gas (LNG). At this time, the nitrogen sealing device 441 may constitute a nitrogen sealing cycle together with at least one of the constituent elements of the neon sealing device 451. Through this, the nitrogen sealing device 441 may provide a low temperature to the neon sealing device 451 using liquid nitrogen. The nitrogen sealing device 441 may include a second nitrogen compressor 442, a second nitrogen heat exchanger 443 and a second nitrogen expansion valve 444.

제 2 질소 압축기(442)는 질소 가스를 압축시킬 수 있다. The second nitrogen compressor 442 may compress nitrogen gas.

제 2 질소 열교환기(443)는 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 질소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 액화 천연 가스(LNG)는 대략 - 162 ℃이며, LNG 냉각기(220)에서 0 ℃로 기화되면서 1 kg 당 약 200 kcal의 냉열을 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 제 2 질소 열교환기(443)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 질소 가스를 대략 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다. The second nitrogen heat exchanger 443 may cool nitrogen gas by using liquefied natural gas (LNG). In this case, the liquefied natural gas (LNG) is approximately -162°C, and is vaporized at 0°C in the LNG cooler 220 to generate about 200 kcal of cold heat per 1 kg. Through this, the second nitrogen heat exchanger 443 may cool the nitrogen gas to approximately -150 °C by using the cold heat of liquefied natural gas (LNG).

제 2 질소 팽창 밸브(444)는 질소 가스의 압력을 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 질소 가스가 액체 질소로 변화되고, 제 2 질소 팽창 밸브(444)로부터 -196 ‘C의 액체 질소가 인출될 수 있다. The second nitrogen expansion valve 444 may reduce the pressure of the nitrogen gas. Through this, nitrogen gas is changed to liquid nitrogen, and liquid nitrogen of -196'C may be withdrawn from the second nitrogen expansion valve 444.

네온 밀폐 장치(451)는 네온 밀폐사이클을 구성하고, 질소 밀폐 장치(441)의 액체 질소를 이용하여 액체 네온을 발생시킬 수 있다. 그리고 네온 밀폐 장치(451)는 액체 네온을 이용하여, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 네온 밀폐 장치(451)는, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 대략 - 190 ℃에서 대략 - 240 ℃로 냉각시킬 수 있다. 네온 밀폐 장치(451)는 네온 압축기(452), 네온 냉각기(453), 적어도 하나의 일반 냉각기(454, 455), 네온 팽창 장치(456, 457) 및 제 2 수소 냉각기(458)를 포함할 수 있다. The neon sealing device 451 constitutes a neon sealing cycle and may generate liquid neon using liquid nitrogen of the nitrogen sealing device 441. In addition, the neon sealing device 451 may cool hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430 using liquid neon. At this time, the neon sealing device 451 can cool the hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430 from about -190°C to about -240°C. The neon sealing device 451 may include a neon compressor 452, a neon cooler 453, at least one general cooler 454, 455, a neon expansion device 456, 457, and a second hydrogen cooler 458. have.

네온 압축기(452)는 상온의 네온 가스를 압축시킬 수 있다. The neon compressor 452 may compress neon gas at room temperature.

네온 냉각기(453)는 액체 질소를 이용하여, 네온 압축기(452)로부터 전달되는 네온 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 네온 냉각기(453)는 질소 밀폐 장치(441)의 구성 요소로 동작할 수 있다. 이 때 액체 질소는 대략 - 196 ℃이며, 네온 냉각기(453)는 액체 질소를 이용하여, 네온 압축기(452)로부터 전달되는 네온 가스를 상온에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다. The neon cooler 453 may cool neon gas delivered from the neon compressor 452 by using liquid nitrogen. Here, the neon cooler 453 may operate as a component of the nitrogen sealing device 441. In this case, the liquid nitrogen is approximately -196°C, and the neon cooler 453 may cool the neon gas delivered from the neon compressor 452 to approximately -190°C at room temperature using liquid nitrogen.

일반 냉각기(454, 455)는 네온 냉각기(453)로부터 전달되는 네온 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다. The general coolers 454 and 455 may additionally cool the neon gas delivered from the neon cooler 453.

네온 팽창 장치(456, 457)는 네온 냉각기(453) 또는 일반 냉각기(454, 455) 중 적어도 어느 하나로부터 전달되는 네온 가스의 압력을 대기압으로 저하시킬 수 있다. 네온 팽창 장치(456, 457)는 네온 팽창기(456) 또는 네온 팽창 밸브(457) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 네온 팽창 장치(456, 457)에서 네온 가스의 일부, 예컨대 25 %가 액체 네온으로 변화되고, 네온 팽창 장치(456, 457), 예컨대 네온 팽창 밸브(457)로부터 액체 네온과 네온 가스가 혼합되어 인출될 수 있다. The neon expansion devices 456 and 457 may reduce the pressure of neon gas delivered from at least one of the neon coolers 453 or the general coolers 454 and 455 to atmospheric pressure. The neon inflation devices 456 and 457 may include at least one of a neon inflator 456 or a neon inflation valve 457. Through this, a part of neon gas, such as 25%, is converted into liquid neon in the neon inflation device 456, 457, and liquid neon and neon gas are removed from the neon inflation device 456, 457, for example, the neon inflation valve 457. Can be mixed and withdrawn.

제 2 수소 냉각기(458)는 네온 팽창 장치(456, 457)로부터 전달되는 -246 ‘C의 액체 네온을 이용하여, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 제 2 수소 냉각기(458)가 제 1 밀폐 냉각 장치(430)로부터 전달되는 수소 가스를 대략 - 190 ℃에서 대략 - 240 ℃로 냉각시킬 수 있다. 여기서, 네온 팽창 장치(456, 457)로부터 전달되는 액체 네온은 - 246 ℃이며, 제 2 수소 냉각기(458)에서 수소 가스를 냉각시킨 다음, 대략 -195 ℃의 기체가 변화되어 네온 압축기(452)로 전달될 수 있다. The second hydrogen cooler 458 may cool the hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430 by using liquid neon of -246'C delivered from the neon expansion devices 456 and 457. At this time, the second hydrogen cooler 458 may cool the hydrogen gas delivered from the first hermetic cooling device 430 from about -190°C to about -240°C. Here, the liquid neon delivered from the neon expansion devices 456 and 457 is -246° C., and after cooling the hydrogen gas in the second hydrogen cooler 458, the gas at about -195° C. is changed to the neon compressor 452. Can be delivered to.

일반 냉각기(460, 470)는 제 2 밀폐 냉각 장치(440)로부터 전달되는 수소 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다.The general coolers 460 and 470 may additionally cool the hydrogen gas delivered from the second hermetic cooling device 440.

팽창 장치(481, 483)는 제 2 밀폐 냉각 장치(440) 또는 일반 냉각기(460, 470) 중 적어도 어느 하나로부터 전달되는 수소 가스의 압력을 대기압으로 저하시킬 수 있다. 팽창 장치(481, 483)는 팽창기(481) 또는 팽창 밸브(483) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 팽창 장치(481, 483)에서 수소 가스의 일부가 액체 수소가 변화되고, 팽창 장치(481, 483), 예컨대 팽창 밸브(483)로부터 액체 수소와 수소 가스가 혼합되어 인출될 수 있다.The expansion devices 481 and 483 may reduce the pressure of the hydrogen gas delivered from at least one of the second hermetic cooling device 440 or the general coolers 460 and 470 to atmospheric pressure. The expansion devices 481 and 483 may include at least one of an expander 481 or an expansion valve 483. Through this, a part of the hydrogen gas in the expansion devices 481 and 483 is changed to liquid hydrogen, and the liquid hydrogen and hydrogen gas are mixed and extracted from the expansion devices 481 and 483, for example, the expansion valve 483.

기액 분리 장치(490)는 팽창 장치(481, 483)로부터 전달되는 액체 수소와 수소 가스를 분리할 수 있다.The gas-liquid separation device 490 may separate liquid hydrogen and hydrogen gas delivered from the expansion devices 481 and 483.

제 3 실시 예에 따르면, LNG 냉각기(420)가 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 1 차적으로 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 LNG 냉각기(420)는 압축기(410)에서 압축된 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 압축기(410)에서, 수소 가스는 공기, 물, 액화 천연 가스(LNG)의 냉열 또는 제 1 밀폐 냉각 장치(430)나 제 2 밀폐 냉각 장치(440)의 잔류 저온 중 적어도 어느 하나에 의해, 상온에서 40 ℃로 냉각될 수 있다. LNG 냉각기(420)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, LNG 냉각기(420)는 수소 가스를 상온 또는 40 ℃에서 - 150 ℃로 냉각시킬 수 있다. According to the third embodiment, the LNG cooler 420 may primarily cool hydrogen gas by using liquefied natural gas (LNG). At this time, the LNG cooler 420 may cool the hydrogen gas compressed by the compressor 410. In the compressor 410, the hydrogen gas is at room temperature by at least one of air, water, cold heat of liquefied natural gas (LNG) or residual low temperature of the first hermetic cooling device 430 or the second hermetic cooling device 440 Can be cooled to 40°C. The LNG cooler 420 may cool hydrogen gas by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). Here, the LNG cooler 420 may cool the hydrogen gas from room temperature or 40 °C to -150 °C.

제 3 실시 예에 따르면, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)가 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 2 차적으로 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 여기서, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)에서, 액체 질소가 순환하는 질소 밀폐사이클이 형성될 수 있다. 예를 들면, 질소 밀폐사이클을 따라 순환하는 작동 유체는 실질적으로 - 196 ℃의 액체 질소, - 194 ℃의 건조 공기, - 186 ℃의 알곤 또는 -183 ℃의 산소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그리고 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 액체 질소의 저온을 이용하여, 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 제 1 밀폐 냉각 장치(430)는 수소 가스를 대략 - 150 ℃에서 대략 - 190 ℃로 냉각시킬 수 있다.According to the third embodiment, the first hermetic cooling device 430 may secondarily cool the hydrogen gas using liquefied natural gas (LNG). In this case, the first hermetic cooling device 430 may generate liquid nitrogen by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). Here, in the first hermetic cooling device 430, a nitrogen sealed cycle in which liquid nitrogen circulates may be formed. For example, the working fluid circulating along the nitrogen closed cycle may substantially comprise at least one of -196°C liquid nitrogen, -194°C dry air, -186°C argon or -183°C oxygen. . In addition, the first hermetic cooling device 430 may cool hydrogen gas using a low temperature of liquid nitrogen. Here, the first hermetic cooling device 430 may cool the hydrogen gas from about -150 °C to about -190 °C.

제 3 실시 예에 따르면, 제 2 밀폐 냉각 장치(440)가 액화 천연 가스(LNG)를 이용하여, 3 차적으로 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 이 때 질소 밀폐 장치(441)가 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 액체 질소를 발생시킬 수 있다. 여기서, 질소 밀폐 장치(441)에서, 액체 질소가 순환하는 질소 밀폐사이클이 형성될 수 있다. 예를 들면, 질소 밀폐사이클을 따라 순환하는 작동 유체는 실질적으로 - 196 ℃의 액체 질소, - 194 ℃의 건조 공기, - 186 ℃의 알곤 또는 -183 ℃의 산소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그리고 네온 밀폐 장치(451)가 액체 질소의 저온을 이용하여, 액체 네온을 발생시킬 수 있다. 여기서, 네온 밀폐 장치(451)에서, 액체 네온이 순환하는 네온 밀폐사이클이 형성될 수 있다. 예를 들면, 네온 밀폐사이클을 따라 순환하는 작동 유체는 실질적으로 -246 ℃의 네온 또는 - 253 ℃의 액체 수소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 네온 밀폐 장치(451)가 액체 네온의 저온을 이용하여, 수소 가스를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 제 2 밀폐 냉각 장치(440)는 수소 가스를 대략 - 190 ℃에서 대략 - 240 ℃로 냉각시킬 수 있다.According to the third embodiment, the second hermetic cooling device 440 may thirdly cool the hydrogen gas using liquefied natural gas (LNG). At this time, the nitrogen sealing device 441 can generate liquid nitrogen by using cold heat of liquefied natural gas (LNG). Here, in the nitrogen sealing device 441, a nitrogen sealing cycle in which liquid nitrogen circulates may be formed. For example, the working fluid circulating along the nitrogen closed cycle may substantially comprise at least one of -196°C liquid nitrogen, -194°C dry air, -186°C argon or -183°C oxygen. . Further, the neon sealing device 451 may generate liquid neon by using a low temperature of liquid nitrogen. Here, in the neon sealing device 451, a neon sealing cycle in which liquid neon circulates may be formed. For example, the working fluid circulating along the neon closed cycle may comprise at least one of substantially -246°C neon or -253°C liquid hydrogen. Through this, the neon sealing device 451 may cool the hydrogen gas using the low temperature of liquid neon. Here, the second hermetic cooling device 440 may cool the hydrogen gas from about -190°C to about -240°C.

제 3 실시 예에 따르면, 팽창 장치(481, 483)가 수소 가스의 압력을 저하시켜, 수소 가스의 적어도 일부를 액체 수소로 변화시킬 수 있다. 여기서, 일반 냉각기(460, 470)가 제 2 밀폐 냉각 장치(440)와 팽창 장치(481, 483) 사이에서 수소 가스를 추가적으로 냉각시킬 수 있다. 이 때 팽창 장치(481, 483)에서, 수소 가스의 50 %가 액체 수소로 변화될 수 있다. 이를 통해, 기액 분리 장치(490)가 액체 수소와 나머지 수소 가스를 분리할 수 있다. 이 때 나머지 수소 가스는 압축기(410)로 반송될 수 있다. According to the third embodiment, the expansion devices 481 and 483 may reduce the pressure of the hydrogen gas to change at least a portion of the hydrogen gas into liquid hydrogen. Here, the general coolers 460 and 470 may additionally cool the hydrogen gas between the second hermetic cooling device 440 and the expansion devices 481 and 483. At this time, in the expansion devices 481 and 483, 50% of the hydrogen gas can be converted into liquid hydrogen. Through this, the gas-liquid separation device 490 may separate liquid hydrogen from the remaining hydrogen gas. At this time, the remaining hydrogen gas may be returned to the compressor 410.

도 5는 제 4 실시 예에 따른 액화 천연 가스(LNG) 냉열 이용 수소 액화 장치(500)을 도시한 도면이다.5 is a view showing a hydrogen liquefaction apparatus 500 using cold heat of liquefied natural gas (LNG) according to a fourth embodiment.

도 5를 참조하면, 제 4 실시 예에 따른 수소 액화 장치(500)는 압축기(510), LNG 냉각기(520), 제 1 밀폐 냉각 장치(530), 제 2 밀폐 냉각 장치(540), 적어도 하나의 일반 냉각기(560, 570), 팽창 장치(581, 583) 및 기액 분리 장치(590)를 포함할 수 있다. 제 2 밀폐 냉각 장치(540)는 질소 밀폐 장치(541)와 네온 밀폐 장치(551)를 포함할 수 있다. 이 때 압축기(510), LNG 냉각기(520), 제 2 밀폐 냉각 장치(540)의 네온 밀폐 장치(551), 일반 냉각기(560, 570), 팽창 장치(581, 583) 및 기액 분리 장치(590)는 제 3 실시 예의 대응하는 구성 요소들과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 5, the hydrogen liquefaction device 500 according to the fourth embodiment includes a compressor 510, an LNG cooler 520, a first hermetic cooling device 530, a second hermetic cooling device 540, at least one It may include general coolers (560, 570), expansion devices (581, 583) and gas-liquid separation device (590). The second hermetic cooling device 540 may include a nitrogen sealing device 541 and a neon sealing device 551. At this time, the compressor 510, the LNG cooler 520, the neon sealing device 551 of the second hermetic cooling device 540, the general coolers 560 and 570, the expansion devices 581 and 583, and the gas-liquid separation device 590 ) Is similar to the corresponding constituent elements of the third embodiment, and thus a detailed description thereof is omitted.

제 4 실시 예에 따르면, 제 1 밀폐 냉각 장치(530)와 제 2 밀폐 냉각 장치(540)의 질소 밀폐사이클이 공유될 수 있다. 이 때 제 1 밀폐 냉각 장치(530)의 질소 밀폐사이클이 제 2 밀폐 냉각 장치(540)의 질소 밀폐사이클에 결합되어, 공동의 질소 밀폐사이클을 형성할 수 있다. 제 2 밀폐 냉각 장치(540)의 질소 밀폐 장치(541)는 제 2 질소 압축기(542), 제 2 질소 열교환기(543) 및 제 2 질소 팽창 밸브(544)를 포함할 수 있다. 그리고 제 1 밀폐 냉각 장치(530)는 제 1 질소 열교환기(533) 및 제 1 수소 냉각기(537)를 포함하며, 제 1 질소 열교환기(533) 및 제 1 수소 냉각기(537)가 질소 밀폐 장치(541)와 연결될 수 있다. According to the fourth embodiment, the nitrogen sealing cycle of the first hermetic cooling device 530 and the second hermetic cooling device 540 may be shared. At this time, the nitrogen sealing cycle of the first hermetic cooling device 530 is coupled to the nitrogen sealing cycle of the second hermetic cooling device 540 to form a common nitrogen sealing cycle. The nitrogen sealing device 541 of the second hermetic cooling device 540 may include a second nitrogen compressor 542, a second nitrogen heat exchanger 543, and a second nitrogen expansion valve 544. Further, the first hermetic cooling device 530 includes a first nitrogen heat exchanger 533 and a first hydrogen cooler 537, and the first nitrogen heat exchanger 533 and the first hydrogen cooler 537 are nitrogen sealing devices. Can be connected with 541.

다양한 실시 예들에 따르면, 수소 액화 장치(200, 300, 400, 500)가 액체 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용하여, 수소 가스의 온도를 효과적으로 저하시킬 수 있다. 즉 수소 액화 장치(200, 300, 400, 500)가 액체 천연 가스(LNG)를 이용하여 액체 질소를 발생시킴으로써, 액체 질소의 저온을 이용하여 수소 가스의 온도를 저하시킬 수 있다. 이를 통해, 수소 액화 장치(200, 300, 400, 500)가 수소 가스의 온도를 보다 낮은 온도로 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 수소 가스로부터 액체 수소의 수율이 증가될 수 있다. According to various embodiments, the hydrogen liquefaction apparatuses 200, 300, 400, and 500 may effectively lower the temperature of the hydrogen gas by using cold heat of the liquid natural gas (LNG). That is, the hydrogen liquefaction apparatuses 200, 300, 400, and 500 use liquid natural gas (LNG) to generate liquid nitrogen, thereby reducing the temperature of the hydrogen gas using the low temperature of the liquid nitrogen. Through this, the hydrogen liquefaction apparatus 200, 300, 400, 500 may reduce the temperature of the hydrogen gas to a lower temperature. Accordingly, the yield of liquid hydrogen from hydrogen gas can be increased.

본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of the present document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the corresponding embodiment. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar components. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" are all of the items listed together. It can include possible combinations. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and are only used to distinguish one element from another. The components are not limited. When any (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, the component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).

100, 200, 300, 400, 500: 수소 액화 장치
110, 210, 310, 410, 510: 압축기
120, 220, 420, 520: LNG 냉각기
130, 140, 160, 170, 240, 260, 270, 340, 360, 370, 460, 470, 560, 570: 일반 냉각기
181, 183, 281, 283, 381, 383, 481, 483, 581, 583: 팽창 장치
181, 281, 381, 481, 581: 팽창기
183, 283, 383, 483, 583: 팽창 밸브
190, 290, 390, 490, 590: 기액 분리 장치
230, 330: 밀폐 냉각 장치
231, 331: 질소 압축기 233, 333: 질소 열교환기
235, 335: 질소 팽창 밸브 237, 337: 수소 냉각기
430, 530: 제 1 밀폐 냉각 장치
431: 제 1 질소 압축기 433, 533: 제 1 질소 열교환기
435: 제 1 질소 팽창 밸브 437, 537: 제 1 수소 냉각기
440, 540: 제 2 밀폐 냉각 장치
441, 541: 질소 밀폐 장치 442, 542: 제 2 질소 압축기
443, 543: 제 2 질소 열교환기 444, 544: 제 2 질소 팽창 밸브
451, 551: 네온 밀폐 장치 452, 552: 네온 압축기
453, 553: 제 2 네온 냉각기 454, 455, 554, 555: 일반 냉각기
456, 457, 556, 557: 네온 팽창 장치
456, 556: 네온 팽창기 457, 557: 네온 팽창 밸브
458, 558: 제 2 수소 냉각기100, 200, 300, 400, 500: hydrogen liquefaction device
110, 210, 310, 410, 510: compressor
120, 220, 420, 520: LNG cooler
130, 140, 160, 170, 240, 260, 270, 340, 360, 370, 460, 470, 560, 570: general cooler
181, 183, 281, 283, 381, 383, 481, 483, 581, 583: expansion device
181, 281, 381, 481, 581: inflator
183, 283, 383, 483, 583: expansion valve
190, 290, 390, 490, 590: gas-liquid separation device
230, 330: hermetic cooling system
231, 331: nitrogen compressor 233, 333: nitrogen heat exchanger
235, 335: nitrogen expansion valve 237, 337: hydrogen cooler
430, 530: first hermetic cooling device
431: first nitrogen compressor 433, 533: first nitrogen heat exchanger
435: first nitrogen expansion valve 437, 537: first hydrogen cooler
440, 540: second hermetic cooling device
441, 541: nitrogen closure device 442, 542: second nitrogen compressor
443, 543: second nitrogen heat exchanger 444, 544: second nitrogen expansion valve
451, 551: neon obturator 452, 552: neon compressor
453, 553: second neon cooler 454, 455, 554, 555: general cooler
456, 457, 556, 557: neon inflation device
456, 556: neon inflator 457, 557: neon expansion valve
458, 558: second hydrogen cooler

Claims (4)

수소 가스를 액화시키는 장치에 액화 천연 가스(LNG)의 냉열을 이용함에 있어서;
상온의 수소 가스를 압축하는 압축기:
액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 액체 질소, 액체 네온 또는 액체 수소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액체를 발생시키고, 상기 액체를 이용하여 상기 압축된 수소 가스를 냉각시키는 다단의 밀폐 냉각 장치;
상기 냉각된 수소 가스의 압력을 저하시켜, 상기 냉각된 수소 가스의 적어도 일부를 액체 수소로 변화시키는 팽창 장치; 및
상기 액체 수소와 상기 냉각된 수소 가스의 나머지를 분리시키는 기액 분리 장치를 포함하는 장치.
In using the cold heat of liquefied natural gas (LNG) in an apparatus for liquefying hydrogen gas;
Compressor to compress hydrogen gas at room temperature:
A multi-stage hermetic cooling device for generating a liquid containing at least one of liquid nitrogen, liquid neon, or liquid hydrogen by using cold heat of liquefied natural gas, and cooling the compressed hydrogen gas using the liquid;
An expansion device for reducing the pressure of the cooled hydrogen gas to change at least a portion of the cooled hydrogen gas into liquid hydrogen; And
And a gas-liquid separation device for separating the liquid hydrogen from the rest of the cooled hydrogen gas.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기와 밀폐 냉각 장치 사이에서, 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 상기 압축된 수소 가스를 냉각시키는 LNG 냉각기를 추가로 더 포함하는 장치.
The method of claim 1,
An apparatus further comprising an LNG cooler for cooling the compressed hydrogen gas by using cold heat of liquefied natural gas between the compressor and the hermetic cooling device.
제 1 항에 있어서,
상기 밀폐 냉각 장치와 상기 팽창 장치 사이에서, 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 액체 네온을 발생시키고, 상기 발생된 액체 네온을 이용하여 상기 냉각된 수소 가스를 냉각시키는 다른 밀폐 냉각 장치를 추가로 더 포함하는 장치.
The method of claim 1,
Between the hermetic cooling device and the expansion device, further comprising another hermetic cooling device for generating liquid neon using cold heat of liquefied natural gas, and cooling the cooled hydrogen gas using the generated liquid neon Device.
제 3 항에 있어서, 상기 다른 밀폐 냉각 장치는,
액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 액체 질소를 발생시키는 질소 밀폐 장치; 및
상기 발생된 액체 질소를 이용하여 액체 네온을 발생시키고, 상기 발생된 액체 네온을 이용하여 상기 냉각된 수소 가스를 냉각시키는 네온 밀폐 장치를 포함하는 장치. The method of claim 3, wherein the other hermetic cooling device,
A nitrogen sealing device for generating liquid nitrogen using cold heat of liquefied natural gas; And
Apparatus comprising a neon sealing device for generating liquid neon using the generated liquid nitrogen, and cooling the cooled hydrogen gas using the generated liquid neon.
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