专利名称：一种氢气净化及输送方法
技术领域：
本发明涉及一种工业制氢技术领域，尤其是涉及一种氯酸钠生产副产品氢气的净 化及输送方法。
背景技术：
我国过氧化氢生产方法的发展，按照时间的先后大致经历了电解法、镍催化剂搅 拌釜氢化工艺的蒽醌法和钯催化剂固定床氢化工艺的蒽醌法3个发展阶段，目前钯催化剂 固定床氢化工艺的蒽醌法是主要的生产方法。蒽醌法生产双氧水是以2—乙基蒽醌和四氢 2—乙基蒽醌为载体，重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂，配制成工作液。该工作液与氢气一 同进入装有钯触媒的固定床内，在一定压力和温度条件下进行氢化反应，得到相应的氢蒽 醌溶液(称氢化液)。氢化液在氧化塔内用空气进行氧化，氢化液中的氢蒽醌还原成原来的 蒽醌，同时生成双氧水。目前氢气的来源主要有以下几方面水电解法提供的氢气纯度较高，可以通过 进一步净化得到高纯氢气，但投资较大，能耗高，氢气来源成本较高；从化工生产的工艺气 或过程气中提纯得到氢气，比如从化肥生产的水煤气、石油化工中催化裂化尾气、氨分解的 氮氢混合气及烃类蒸汽转化气中，用膜分离或变压吸 附方法来分离和纯化气体得到氢气， 一般生产规模较大，生产的工业氢气主要用于工业加氢或合成工业。采用廉价氢气作原料， 综合利用其它行业副产品氢气是建设过氧化氢生产线应当考虑的一个因素，按氢气来源成 本高低，合理的氢源选择依次是氯碱工业副产品回收氢气、石油化工副产品氢气、合成氨驰 放气回收氢气及其它化工生产副产品回收氢气。氯碱工业副产品回收的氢气，存在杂质多、 纯度低，氢气中含水量超标，会对氢气压缩机的正常运转、蒽醌法生产过氧化氢固定床触媒 的使用寿命和装置的安全连续运转周期等造成巨大影响，因而需对回收氢气中的杂质和水 分除去，以达到适用过氧化氢生产的要求。中国专利申请号200810029463. 5，申请日2008年7月15日，
公开日2009年2月 25日，名称为《一种利用钯膜从含氢合成气中生产高纯度氢气的方法》，该专利申请公开 了一种从含氢合成气中生产高纯度氢气的方法。包括以下步骤(1)从上游制氢反应器生 产的含有水蒸汽和氢气的合成气首先进入冷却器，降低到75 85°C，降温后的合成气进入 气液分离器，水蒸汽冷凝后与合成气分离；(2)除水后的合成气进入初级加热器，合成气在 加热器内被加热到250 350°C ；被加热后合成气进入次级加热器，合成气被加热到450 6000C ； (3)被加热的合成气进入钯膜分离器，合成气中的大部分氢气透过钯膜分离器成为 高纯度产品氢气。该生产方法合成气需加热到较高温度，存在能耗较高、装备较复杂、投资 大的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、氢 气在处理过程中压力损失低、能耗低、产品质量好，安全性能高的氯酸钠生产副产品氢气净化及输送的方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的基本技术方案为
一种氢气净化及输送方法，包括以下步骤(1)从氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸 汽和氢气的混合气送入冷却器，将混合气的温度冷却到5 15°C，降温后的混合气进入气 液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中；(2)经步骤(1)后的混合气进 入活性炭吸附装置，进一步吸附混合气中的水分；(3)经步骤(2)后的混合气送入干式气柜 贮存，贮气压力为2. 5kP 3. 5kP ；干式气柜内气体送压缩机压缩至0. 55 0. 6mpa后外送。优选在所述的干式气柜进气管道和出气管道上设有水封，通过控制水封中的水 位，可接通或切断氢气的输送。优选在干式气柜进气管道和出气管道上设有冷凝水排出管道，在气体输送过程 中，将管路中的冷凝水排入水封中。在步骤(1)中所述的冷却器优选为冷冻冷却器，进冷却器冷冻液温度优选为 3°C 7V。本发明的有益效果是解决了氢气中夹带水分的技术问题，提高了氢气的纯度，降 低了氢压机的维护费用，延长了钯触媒的使用寿命，保障了氢气的正常供应和装置连续生 产，有利于装置安全稳定生产，采用水封装置，系统的安全性高，管路输送压降小，安装多路 冷凝水排出装置，有利于各过程中冷凝水的及时排出，采用先冷冻降温除水，再利用活性炭 吸附的方式，有利于延长活性炭再生的时间，降低生产成本，系统结构简单，但安全性高，输 送过程中压降较小，有利于节能。
图1为本发明工艺流程流程示意图。1、为冷却器、2为气液分离器、3为活性炭吸附装置、4为干式气柜进口水封、5 为干式气柜、6为干式气柜出口水封、7为空压机、8、9、10、11为水封。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。实施例1
从上游氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸汽的氢气混合气，以15 25KPa的压力进入 冷冻水冷却器，冷冻水冷却器内通入3°C的冷却水，将混合气温度降低到5°C，降温后的混 合气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中，在气体输送各管路 的最低点位置，设有冷凝水排出管道，将管路中的冷凝水排入水封中，进一步降低气体中的 水分含量；冷冻水冷却器冷却除水后的混合气进入活性炭吸附装置，进一步吸附水分和杂 质；经以上处理后，进入干式气柜贮存，干式气柜进气管道和出气管道上设有水封，通过控 制水封中的水位，可接通或切断氢气的输送，提高系统的安全性，贮气压力为2. 5KPa干式 气柜内气体送压缩机压缩增压至0. 55 0. 6MPa后外送。实施例2:
从上游氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸汽的氢气混合气，以15 25KPa的压力进入 冷冻水冷却器，冷冻水冷却器内通入5°C的冷却水，将混合气温度降低到9°C，降温后的混 合气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中，在气体输送各管路的最低点位置，设有冷凝水排出管道，将管路中的冷凝水排入水封中，进一步降低气体中的 水分含量；冷冻水冷却器冷却除水后的混合气进入活性炭吸附装置，进一步吸附水分和杂 质；经以上处理后，进入干式气柜贮存，干式气柜进气管道和出气管道上设有水封，通过控 制水封中的水位，可接通或切断氢气的输送，提高系统的安全性，贮气压力为3. OKPa干式 气柜内气体送压缩机压缩增压至0. 55 0. 6MPa后外送。实施例3:
从上游氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸汽的氢气混合气，以15 25KPa的压力进入 冷冻水冷却器，冷冻水冷却器内通入4°C的冷却水，将混合气温度降低到7°C，降温后的混 合气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中，在气体输送各管路 的最低点位置，设有冷凝水排出管道，将管路中的冷凝水排入水封中，进一步降低气体中的 水分含量；冷冻水冷却器冷却除水后的混合气进入活性炭吸附装置，进一步吸附水分和杂 质；经以上处理后，进入干式气柜贮存，干式气柜进气管道和出气管道上设有水封，通过控 制水封中的水位，可接通或切断氢气的输送，提高系统的安全性，贮气压力为3. 5KPa干式 气柜内气体送压缩机压缩增压至0. 55-0. 6MPa后外送。实施例4:
从上游氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸汽的氢气混合气，以15 25KPa的压力进入 冷冻水冷却器，冷冻水冷却器内通入6°C的冷却水，将混合气温度降低到10°C，降温后的混 合气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中，在气体输送各管路 的最低点位置，设有冷凝水排出管道，将管路中的冷凝水排入水封中，进一步降低气体中的 水分含量；冷冻水冷却器冷却除水后的混合气进入活性炭吸附装置，进一步吸附水分和杂 质；经以上处理后，进入干式气柜贮存，干式气柜进气管道和出气管道上设有水封，通过控 制水封中的水位，可接通或切断氢气的输送，提高系统的安全性，贮气压力为3. 2KPa干式 气柜内气体送压缩机压缩增压至0. 55-0. 6MPa后外送。以上实施例中，混合气的水分含量由进气时的< 0.5%，经系统处理后降低为 ^ 0. 1%，得到的混合气氢气含量> 98. 5%、氧含量< 0. 4%，其它惰性物质含量< 1%，能满足 生产过氧化氢的要求；混合气的进气压力为15 25KPa，到气柜的压力为2. 5 3. 5 Kpa, 在处理过程中，混合气的压力较低，压力损耗较小，有利于节能。显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明的精神内，改变其它工艺条 件，具有同样的功效，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想 到的所有方法，也属于本发明的保护范围。
权利要求
一种氢气净化及输送方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、从氯酸钠生产过程中得到的含有水蒸汽和氢气的混合气送入冷却器，将混合气的温度冷却到5～15℃，降温后的混合气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中；步骤二、经步骤一后的混合气进入活性炭吸附装置，进一步吸附混合气中的水分； 步骤三、经步骤二后的混合气送入干式气柜贮存，贮气压力为2.5kP～3.5kP；干式气柜内气体送压缩机压缩至0.55～0.6mpa后外送。
2.根据权利要求1所述的氢气净化及输送方法，其特征在于所述的干式气柜进气管 道和出气管道上设有水封，通过控制水封中的水位，可接通或切断氢气的输送。
3.根据权利要求1或2所述的氢气净化及输送方法，其特征在于在干式气柜进气管 道和出气管道上设有冷凝水排出管道，在气体输送过程中，将管路中的冷凝水排入水封中。
4.根据权利要求1所述的氢气净化及输送方法，其特征在于步骤一中所述的冷却器 为冷冻水冷却器，进冷却器冷冻水温度为3°C 7。C。
全文摘要
一种氢气净化及输送方法。包括以下步骤一、从上游氯酸钠工业生产的含有水蒸汽和氢气的混合气首先进入冷却器，降低混合气温度，降温后的合成气进入气液分离器，水蒸汽冷凝后与混合气分离，冷凝水排入水封中；二、经步骤一除水后的混合气进入活性炭吸附装置，三、经步骤二后的气体送入干式气柜贮存，干式气柜内气体送压缩机压缩后外送。
文档编号C01B3/56GK101982403SQ20101050809
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者付志成, 杨云强, 郑红伟 申请人:怀化市双阳林化有限公司