[發明專利]一種用于氫氣干燥的三塔干燥裝置及干燥方法

在審

• 申請號: 202011171679.2
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112390228A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 戈天舒;肖寵;劉曉峰;張世淵;宮瑋;沈英靜;王震;李闖;魏燦;吳笑雨
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50;C01B3/56
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安

1.一種用于氫氣干燥的三塔干燥裝置，其特征在于：其包括有干燥裝置、冷卻裝置、氣水分離裝置及氫氣管道、三通閥；其中干燥裝置包括干燥器A1、干燥器B1及干燥器C1，冷卻裝置包括冷卻器A2、冷卻器B2及冷卻器C2，氣水分離裝置包括氣水分離器A3、氣水分離器B3及氣水分離器C3，氫氣管道包括有第一管道H1、第二管道H2、第三管道H3、第四管道H4、第五管道H5、第六管道H6、第七管道H7及第八管道H8，三通閥包括第一三通閥Q1、第二三通閥Q2、第三三通閥Q3、第四三通閥Q4、第五三通閥Q5、第六三通閥Q6；上述各個部件依次連接，通過三通閥控制氫氣流通方向。

2.根據權利要求1所述的三塔干燥裝置，其特征在于：干燥器A1、B1、C1中均包括有吸附劑及加熱器，控制器可以根據需要啟停加熱器。

3.一種應用權利要求1或2所述的三塔干燥裝置的干燥方法，其特征在于：干燥過程包括有三種工作狀態Z1、Z2、Z3，其中在Z1狀態下，干燥器A1為主工作狀態，干燥器B1為再生狀態，干燥器C1為次工作狀態；在Z2狀態下，干燥器A1為次工作狀態，干燥器B1為主工作狀態，干燥器C1為再生狀態；在Z3狀態下，干燥器A1為再生狀態，干燥器B1為次工作狀態，干燥器C1為主工作狀態。

4.根據權利要求3所述的干燥方法，其特征在于：在一個干燥循環周期內，干燥器A1、B1、C1均依次經歷主工作狀態、次工作狀態及再生狀態，從而實現干燥裝置工作的連續性。

5.根據權利要求4所述的干燥方法，其特征在于：在再生狀態下，啟動相應干燥器中的加熱器，對吸附劑進行加熱，將吸附劑中的水分脫附。

6.根據權利要求5所述的干燥方法，其特征在于：再生狀態包括加熱階段和吹冷階段。

7.根據權利要求4所述的干燥方法，其特征在于：在Z1狀態下：干燥氫氣包括如下步驟：

(1)主工作狀態：a、原料氫氣經過第一氫氣管道H1、第一三通閥Q1進入氣水分離器A3；b、經氣水分離后的氫氣經由第二氫氣管道H2進入冷卻器A2；c、氫氣由第三氫氣管道H3進入干燥器A1；

(2)再生狀態：a、產品氫氣流經第四三通閥Q4與第五三通閥Q5，進入干燥器B1；b、啟動干燥器B1中的加熱器，對干燥器B1中的吸附劑進行加熱使吸附劑中的水分脫附；c、再生氣流出后經過第五氫氣管道H5流入冷卻器B2；d、再經由第六氫氣管道H6進入氣水分離器B3；

(3)次工作狀態：a、經氣水分離器B3后的氣體經由第一氫氣管道H1后流過第二三通閥Q2、第三三通閥Q3進入氣水分離器C3；b、經分離后的氣體經由第七氫氣管道H7進入冷卻器C2，冷卻后的氣體經由第八氫氣管道H8，進入干燥器C1進行再次吸附；c、原料氫氣中的水分被干燥器C1中的吸附劑吸附，形成合格的產品氫氣。

8.根據權利要求4所述的干燥方法，其特征在于：在Z2狀態下：干燥氫氣包括如下步驟：

(1)主工作狀態：a、原料氫氣經過第一氫氣管道H1、第二三通閥Q2進入氣水分離器B3；b、經氣水分離后的氫氣經由第六氫氣管道H6進入冷卻器B2；c、氫氣由第五氫氣管道H5進入干燥器B1；

(2)再生狀態：a、產品氫氣流經第五三通閥Q5與第六三通閥Q6，進入干燥器C1；b、啟動干燥器C1中的加熱器，對干燥器C1中的吸附劑進行加熱使吸附劑中的水分脫附；c、再生氣流經過第八氫氣管道H8流入冷卻器C2；d、第七氫氣管道H7進入氣水分離器C3；

(3)次工作狀態：a、經氣水分離器C3后的氣體經由第一氫氣管道H1后流過第三三通閥Q3、第一三通閥Q1進入氣水分離器A3；b、經分離后的氣體經由第二氫氣管道H2進入冷卻器A2；c、冷卻后的氣體經由第三氫氣管道H3，進入干燥器A1進行再次吸附，形成合格的產品氫氣。