[發(fā)明專利]將普通氫氣提純至高純度氫氣的設備

有效

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• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102826509A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳崇文
• 申請（專利權）人: 浙江海天氣體有限公司
• 主分類號: C01B3/56
• 分類號: C01B3/56
• 代理公司: 臺州藍天知識產(chǎn)權代理有限公司 33229
• 代理人: 苑新民

技術領域

本發(fā)明屬于氫氣制備技術領域，特指一種將普通氫氣提純至高純度氫氣的設備。

背景技術

普通氫氣中還存在的氣體成分是氮氣、氧氣及其它稀有氣體，它們的分子極性各不相同，在一些需要使用高純度氫氣（氫氣純度≥99.999%）的情況下，這些普通氫氣則不能作為原料使用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種在常溫及低溫條件下將普通氫氣提純至高純度氫氣的設備。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

將普通氫氣提純至高純度氫氣的設備，兩臺常溫吸附器的塔底進口管道并聯(lián)連通后作為普通氫氣進氣管道，兩臺常溫吸附器的塔頂出口管道并聯(lián)連通后的出氣管道穿過低溫吸附器后與分離器的進口連通，分離器的出口管道再次穿過低溫吸附器后作為提純后的高純度氫氣出口管道，所述的低溫吸附器上設置有液氮進入管道及氮氣排出管道，每個常溫吸附器的塔底進口管道及塔頂出口管道上均設置有閥門，在普通氫氣進氣管道、高純度氫氣出口管道及氮氣排出管道上均設置有溫度表、壓力表、流量計之一或其組合，分離器的底部設置有排空管道及排空閥，所有的閥門的啟閉或開啟量用控制器控制，控制器并控制一臺常溫吸附器運行、一臺常溫吸附器再生，形成常溫吸附器輪換承擔工作與再生任務，實現(xiàn)常溫吸附器輪換工作與再生的周期循環(huán)。

上述常溫吸附器內采用的吸附劑是可對普通氫氣中的水、碳氫化合物、二氧化碳進行初級吸附的活性炭或/和分子篩。

上述低溫吸附器內采用的降溫介質是液氮。

上述分離器是可將氫氣中的微量空氣液化成的液空吹除的分離器。

上述控制器是可對設備的運行狀態(tài)進行全程監(jiān)控、中控調節(jié)及自動化管理的DCS自動化控制系統(tǒng)。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術突出且有益的技術效果是：

1、本發(fā)明在常溫及低溫條件下，利用吸附的方法提取高純氫氣，氫氣純度可達到99.999%以上。

2、本發(fā)明的工藝簡單、適用范圍廣、處理能力大。

3、本發(fā)明利用DCS自動化控制系統(tǒng)，對設備的運行狀態(tài)進行全程監(jiān)控及中控調節(jié)，實現(xiàn)自動化管理，降低管理成本。

4、本發(fā)明適用于將普通氫氣制備成高純度氫氣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，參見圖1：

將普通氫氣提純至高純度氫氣的設備，兩臺常溫吸附器3的塔底進口管道2并聯(lián)連通后作為普通氫氣進氣管道1，兩臺常溫吸附器3的塔頂出口管道4并聯(lián)連通后的出氣管道5穿過低溫吸附器9后與分離器11的進口連通，分離器11的出口管道10再次穿過低溫吸附器9后作為提純后的高純度氫氣出口管道8，所述的低溫吸附器9上設置有液氮進入管道14及氮氣排出管道8，每個常溫吸附器3的塔底進口管道2及塔頂出口管道4上均設置有閥門12，在普通氫氣進氣管道1、高純度氫氣出口管道8及氮氣排出管道6上均設置有溫度表、壓力表、流量計7之一或其組合，分離器11的底部設置有排空管道13及排空閥12，所有的閥門12的啟閉或開啟量用控制器控制，控制器并控制一臺常溫吸附器3運行、一臺常溫吸附器3再生，形成常溫吸附器3輪換承擔工作與再生任務，實現(xiàn)常溫吸附器3輪換工作與再生的周期循環(huán)。

上述常溫吸附器3內采用的吸附劑是可對普通氫氣中的水、碳氫化合物、二氧化碳進行初級吸附的活性炭或/和分子篩。

上述低溫吸附器9內采用的降溫介質是液氮，液氮從液氮進入管道14進入低溫吸附器9與氫氣換熱后從氮氣排出管道8排出。

上述分離器11是可將氫氣中的微量空氣液化成的液空吹除的分離器11。

上述控制器是可對設備的運行狀態(tài)進行全程監(jiān)控、中控調節(jié)及自動化管理的DCS自動化控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明是在常溫、低溫條件下，利用吸附劑對氫氣中雜質的選擇吸附來制取純度在99.999%以上的高純氫氣。為了實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，一般使用臺兩常溫吸附器3，一臺運行，一臺再生，常溫吸附器3使用的吸附劑采用活性炭、分子篩，對原料（普通氫氣）中的水、碳氫化合物、二氧化碳等進行初級吸附，在低溫處理器9中利用液氮與氫氣進行換熱，將氫氣中的微量空氣液化成液空，液空在分離器11中經(jīng)吹除閥吹除，而氫氣經(jīng)過分離器11后再返回到低溫處理器9中與氫氣進行換熱至常溫并最后得到氫氣純度大于99.9999%的高純氫氣，液氮在低溫處理器9換熱后溫度到常溫再排到大氣。

上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故：凡依本發(fā)明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內。