[實用新型]一種內循環變壓吸附式氫氣凈化器

有效

• 申請號: 201820043930.9
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN207805324U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 吳修讓;李家喜;丁孝濤;蘇峰;劉麗麗;段正鵬
• 申請（專利權）人: 山東賽克賽斯氫能源有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/26
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張祥明

本實用新型提供了一種內循環變壓吸附式氫氣凈化器，主要由內置的內裝吸附劑的并列第一吸附凈化缸和第二吸附凈化缸，氣水分離器，活塞缸、連桿驅動器，推拉連桿，節流閥，電磁截斷閥，通氣單向閥，背壓閥，阻火器等組成。本實用新型采用伴隨微量排放的大流量內循環工藝，通過改變氣體凈化流程工藝實施氣體凈化。與已有的凈化器相比，凈化后的氣體的純度不變，而用于再生的高純氣體的耗量只有上述已有產品的4%。能耗是上述已有產品的3.6%。改變現有傳統設備存在的缺陷：高純氫氣氣體使用消耗量大，廢氣氫氣產氣量大等弊端。本實用新型實現了降低廢氣氫氣產生量，實現高純氫氣氣體內循環使用。

技術領域

本實用新型屬于氣體凈化技術領域，特別涉及一種用于純水電解制取氫氣的內循環變壓吸附式氫氣凈化器。

背景技術

隨著空氣污染問題日益嚴峻與氣體純度要求的不斷提高，作為能夠吸附，分解或轉化氣體污染物，有效提高氣體清潔度的氣體凈化器成了眼下“熱門電器”，從無到有，從有到成為熱門電器，表明了這幾年氣體凈化設備的發展之迅速，前景之良好。

氫能作為一種清潔、高效能源載體，被寄予厚望。氫氣在化工、電子、科研、能源、特種燒結、檢驗檢疫、發電機冷卻等領域有廣泛的用途；電解純水制氫技術也是世界各國大型制氫設備的主流技術。但是此工藝獲得的氫氣含水量較高，隨壓力的不同其純度只能達到99.5%-99.9%。雜質的主要成分是水汽，由此制約了純水電解氫氣的直接應用。

目前市場上空氣凈化器產品品種很多，但采用的凈化原理基本上都是活性炭技術、臭氧技術、紫外線技術，再配以各種催化、分解方法（如光觸媒）。如專利“一種環保型空氣凈化器”（201220001110.6）這種凈化器在工作時污染物直接堆積在過濾裝置上，會影響過濾效果。如專利“空氣凈化器”（201610347746.9）其提出調節有效凈化空間，采用內外空氣循環來排除過濾物且安裝方便的空氣凈化器。

有利用吸附分子篩的變壓吸附方式對電解純水獲取的氫氣進行變壓吸附純化的氫氣凈化器，其凈化工藝結構簡單，效能明顯，在1.5Mpa壓力下，能使純水電解后的氫氣純度達到99.999%以上。

圖1展示了市場現有產品中利用吸附分子篩變壓吸附方式的氫氣凈化器的結構示意圖，其原理是兩個缸內都裝有吸附分子篩，一個缸在吸收氣體中的雜質實施凈化時，另一個缸利用已經凈化的高純氣體吹除自身已吸附的雜質實施再生，兩缸功能按一定時序反復切換。 以上循環按程序設定的時間間隔（約15分鐘）反復進行循環動作。

但是以上結構的凈化器存有較大缺陷：再生氣體的用量過大。產氣速率為33.3升/分鐘的氫氣發生器，要用12.3升/分鐘的高純氫來吹除再生缸中的雜質。其用氣量達到高純氣體生成總量的37%，能量消耗也達到設備總能耗的37%，大量的氫氣作為廢氣排放，隨之帶來的是防爆措施的較大投入和現場人員的謹慎處置。現有傳統設備存在的缺陷：高純氫氣氣體使用消耗量大，廢氣氫氣產氣量大等弊端。

實用新型內容

本實用新型的目的是，克服了現有傳統設備的高純氫氣氣體使用消耗量大，廢氣氫氣產氣量大等缺陷，提供了一種內循環變壓吸附式氫氣凈化器，實現了降低廢氣氫氣產生量，實現高純氫氣氣體內循環使用。

本實用新型是采用以下的技術方案來實現的：

一種內循環變壓吸附式氫氣凈化器，包括在原料氫氣輸入端和高純氫氣輸出端之間的管線上并列布置的第一吸附凈化缸和第二吸附凈化缸，所述第一吸附凈化缸在原料氫氣輸入端后的管線上串聯設置有第一電磁閥，在高純氫氣輸出端前的管線上串聯設置有第一單向閥；