[發(fā)明專利]一種氫氣純化方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110980384.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113753858A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 付亦瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省石油化學工業(yè)設計院有限公司
• 主分類號: C01B3/58
• 分類號: C01B3/58;C01B3/50
• 代理公司: 福州順升知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 35242
• 代理人: 林志杰

1.一種氫氣純化裝置，其結(jié)構(gòu)包括：用于限定設備主體的外筒(1)、嵌套在所述外筒(1)內(nèi)的內(nèi)筒(4)，所述外筒(1)內(nèi)還包括用于分隔空間的分隔板(2)，所述內(nèi)筒(4)的底端穿過所述分隔板(2)到達所述外筒(1)的底部，所述催化反應層(3)設在所述分隔板(2)上方的區(qū)域，所述內(nèi)筒(4)的內(nèi)部沿著軸線方向還設有用于加熱的熱管(5)；

所述內(nèi)筒(4)的側(cè)方設有出口且固定有管封板(41)，所述管封板(41)上設有用于進氣的進氣管(6)，所述外筒(1)外側(cè)設有用于排氣的出氣管(7)，所述進氣管(6)與所述內(nèi)筒(4)的連接處內(nèi)設有阻氣組件(8)，其特征在于：

所述阻氣組件(8)包括：固定在所述管封板(41)下端的脹推組件(81)、固定在所述脹推組件(81)上端的擋板(82)，所述擋板(82)的頂端還設有用于輔助旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸(83)，所述轉(zhuǎn)軸(83)通過軸座(84)固定在所述管封板(41)的上端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述擋板(82)呈圓形且直徑小于所述進氣管(6)的內(nèi)壁直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述脹推組件(81)包括：內(nèi)部充滿氣體的膨脹氣缸(811)以及固定在所述膨脹氣缸(811)內(nèi)的內(nèi)管(812)，所述內(nèi)管(812)的內(nèi)壁呈階梯狀，所述內(nèi)管(812)內(nèi)嵌套有用于執(zhí)行推動功能的推桿(813)，所述推桿(813)與所述內(nèi)管(812)的內(nèi)壁之間嵌套有用于向下推動的彈簧(814)，所述推桿(813)的頂端在所述內(nèi)管(812)內(nèi)部設有導向軸(815)，所述導向軸(815)與所述推桿(813)之間為旋轉(zhuǎn)嵌套連接，所述導向軸(815)頂端與所述擋板(82)相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述導向軸(815)上設有導向槽(b)，所述導向槽(b)沿所述導向軸(815)的圓周方向掃過的角度為80°-100°，所述內(nèi)管(812)頂端的內(nèi)壁上設有與所述導向槽(b)相卡合的導向側(cè)輪(a)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述導向側(cè)輪(a)的數(shù)量與所述導向槽(b)的數(shù)量相對應，所述導向槽(b)至少設有一個。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述導向側(cè)輪(a)包括用于與所述導向槽(b)相抵的滾輪(a1)、用于使所述滾輪(a1)能順滑轉(zhuǎn)動的軸承(a2)、用于固定所述軸承(a2)的連接座(a3)，所述軸承(a2)嵌套在所述滾輪(a1)內(nèi)，所述連接座(a3)嵌套在所述軸承(a2)的內(nèi)環(huán)上，所述連接座(a3)尾端固定在所述內(nèi)管(812)頂端的內(nèi)壁上。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氫氣純化裝置，其特征在于：所述導向槽(b)沿所述導向軸(815)的圓周方向掃過的角度為所述擋板(82)的擺動幅度，所述導向槽(b)在所述導向軸(815)軸線方向上的長度，等于所述擋板(82)直徑與所述進氣管(6)內(nèi)壁直徑之間的差值。

8.一種氫氣純化方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：將脫氧催化劑填充到外筒(1)的催化反應層(3)內(nèi)；

S2：將熱管(5)啟動，一段時間后，將原料氫氣由進氣管(6)往到內(nèi)筒(4)內(nèi)部通入，原料氫氣通入過程中接觸到與熱管(5)同步運行的阻氣組件(8)；

S3：原料氫氣通過內(nèi)筒(4)達到外筒(1)內(nèi)的底部，向上運動并穿過催化反應層(3)，同時與催化反應層(3)內(nèi)的脫氧催化劑反應，使原料氫氣內(nèi)的氫氣和氧氣發(fā)生化合反應，形成氣態(tài)水并隨著氫氣從出氣管(7)排出；

由此完成原料氫氣脫氧純化操作。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種氫氣純化方法，其特征在于：所述S2還包括步驟：

S2-1：熱管(5)與阻氣組件(8)啟動的初步階段，擋板(82)覆蓋住進氣管(6)的大部分開口，部分原料氫氣由擋板(82)與進氣管(6)的間隙中排入內(nèi)筒(4)內(nèi)；

S2-2：熱管(5)與阻氣組件(8)啟動的中間階段，熱管(5)溫度持續(xù)上升，膨脹氣缸(811)內(nèi)部的氣體受熱膨脹并將推桿(813)推出，使導向軸(815)帶動擋板(82)旋轉(zhuǎn)，從而逐漸打開進氣管(6)，使更多的原料氫氣排入內(nèi)筒(4)內(nèi)；

S2-3：熱管(5)與阻氣組件(8)啟動的最后階段，熱管(5)溫度達到工作溫度，擋板(82)旋轉(zhuǎn)90°，將進氣管(6)開放，使進氣管(6)輸送的原料氫氣正常排入內(nèi)筒(4)內(nèi)。