一种变压吸附制氢设备的制作方法

本实用新型涉及氢气制取设备技术领域，具体为一种变压吸附制氢设备。

背景技术：

氢气具有热值高、燃烧无污染等优点，是一种理想的燃料气体，对氢气的开发和利用能够有效地解决能源问题，因为氢气的燃烧属性，通过对传统内燃机做出一些更改可以通过氢气直接驱动内燃机，更加环保节能，氢能也可以通过燃料电池完成对汽车的驱动，氢能也可以用于冶炼金属、制作肥料等等，并且随着燃料电池技术的发展，家用燃料电池热电联供设备已经开始应用，目前工艺上普遍采用变压吸附的方法来提纯氢气，但是传统的变压吸附塔，塔内的气体分散不均匀，吸附效率不高，导致氢气的纯度不高，氢气制取设备速率慢且吸附杂质不完全，纯度也不高，因此，我们提出一种变压吸附制氢设备。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有一种变压吸附制氢设备中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种变压吸附制氢设备，能够解决上述提出的塔内的气体分散不均匀，设备速率慢且吸附杂质不完全，纯度也不高问题。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种变压吸附制氢设备，其包括：氢气转化塔、变压吸附塔、抽气泵一、反应装置、抽气泵二，所述氢气转化塔内壁底部固定安装所述抽气泵一，所述抽气泵一顶部设有所述反应装置，所述氢气转化塔顶部固定安装气体阀门，所述气体阀门顶部固定安装所述变压吸附塔，所述变压吸附塔内壁底部固定安装所述抽气泵二，所述抽气泵二的输入端连接所述气体阀门的端口，所述抽气泵二输出端固定安装进气板，所述进气板上方设有水蒸气吸附板，所述变压吸附塔右端固定安装制冷压缩机，所述变压吸附塔左端固定安装增压泵，所述制冷压缩机与所述增压泵输出端口连接所述变压吸附塔内腔，所述变压吸附塔内壁上方固定安装二氧化碳吸附板与一氧化碳吸附板。

作为本实用新型所述的一种变压吸附制氢设备的一种优选方案，其中：所述抽气泵一顶部设有脱硫板，所述脱硫板固定安装在氢气转化塔内壁上，所述脱硫板上方设有所述反应装置。

作为本实用新型所述的一种变压吸附制氢设备的一种优选方案，其中：所述反应装置的气孔板固定安装在所述氢气转化塔内壁上，所述气孔板顶部放置镍催化剂盒，所述氢气转化塔内壁固定安装电热管。

作为本实用新型所述的一种变压吸附制氢设备的一种优选方案，其中：所述氢气转化塔底部固定安装底座，所述变压吸附塔顶部固定安装氢气出气阀。

与现有技术相比：该种变压吸附制氢设备，安装有氢气转化塔，氢气转化塔内部安装有反应装置，反应装置通过镍催化剂在高温环境下与天然气与水蒸气反应生成有氢气的混合体，氢气转化塔顶部通过气体阀门连接的变压吸附塔对氢气具有提纯作用，变压吸附塔底部安装的抽气泵二与进气板配合使用，将混合气体均匀扩散在变压吸附塔内，加快吸附效率，水蒸气吸附板与制冷压缩机配合使用去除混合体内的水蒸气，二氧化碳吸附板与一氧化碳吸附板对混合气体的二氧化碳与一氧化碳具有吸附效果，此时启动增压泵增加变压吸附塔内的压强，有利于已经制成的氢气排出存放，本装置结构简单，提高了氢气的纯度和工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型示意图；

图2为本实用新型反应装置俯视图。

图中:100氢气转化塔、110底座、200变压吸附塔、210气体阀门、220氢气出气阀、300抽气泵一、310脱硫板、400反应装置、410气孔板、420镍催化剂盒、430电热管、500抽气泵二、510进气板、520水蒸气吸附板、530增压泵、540制冷压缩机、550二氧化碳吸附板、560一氧化碳吸附板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种变压吸附制氢设备，具有制氢效率高，结构简单的优点，请参阅图1，包括氢气转化塔100、变压吸附塔200、抽气泵一300、反应装置400、抽气泵二500；

请参阅图1，氢气转化塔100安装在变压吸附塔200下方，氢气转化塔100是金属圆筒，氢气转化塔100内腔安装抽气泵一300和反应装置400，氢气转化塔100对抽气泵一300和反应装置400具有安装作用。

请再次参阅图1，变压吸附塔200安装在氢气转化塔100上方，变压吸附塔200内壁固定安装抽气泵二500，变压吸附塔200对抽气泵二500具有安装作用。

请参阅图1，抽气泵一300安装在氢气转化塔100上，抽气泵一300包括脱硫板310，具体的，氢气转化塔100螺纹连接在氢气转化塔100底部，氢气转化塔100的进气口安装在氢气转化塔100底部左侧，抽气泵一300是指具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个，并且在进口处能够持续形成真空或负压，排气嘴处形成微正压，工作介质主要为气体的一种仪器，常称为微型抽气泵，微型真空泵，抽气泵一300主要作用是将外部的天然气与水蒸气通入氢气转化塔100内。

请参阅图1和图2，反应装置400安装氢气转化塔100内壁上，反应装置400包括气孔板410、镍催化剂盒420、电热管430，反应装置400是通过在加热环境下让镍催化剂盒420内的镍催化剂与天然气与水蒸气进行反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气的混合体。

请参阅图1，抽气泵二500安装在变压吸附塔200上，抽气泵二500包括进气板510、水蒸气吸附板520、增压泵530、制冷压缩机540、二氧化碳吸附板550、一氧化碳吸附板560，具体的，变压吸附塔200内壁底部焊接所述抽气泵二500，抽气泵二500的输入端连接气体阀门210的端口，抽气泵二500输出端螺纹连接进气板510，进气板510上方设有水蒸气吸附板520，变压吸附塔200右端螺纹连接制冷压缩机540，变压吸附塔200左端螺纹连接增压泵530，制冷压缩机540与增压泵530输出端口连接变压吸附塔200内腔，变压吸附塔200内壁上方焊接二氧化碳吸附板550与一氧化碳吸附板560，抽气泵二500与上述抽气泵一300工作远离相同，进气板510设计原理与花洒相同，进气板510主要作用是将抽气泵二500抽取的混合气体均匀分散，水蒸气吸附板520，是木质纤维组成的，通过制冷压缩机540的作用，变压吸附塔200内被抽取出来的水蒸气冷凝结成液体，再被水蒸气吸附板520进行吸附，增压泵530原理是利用大面积活塞的低气压产生小面积活塞的高液压，空气增压泵使用于原空压系统要提高压力的工作环境中，能够将工作系统的空气压力提高到2-5倍，仅需要将工作系统内压缩空气作为气源即可，增压泵530是通过将变压吸附塔200内压强与外界压强不同，再打开氢气出气阀220，由于变压吸附塔200内压强大于外接大气压，变压吸附塔200内的氢气会通过氢气出气阀220流出，制冷压缩机540在整个制冷过程中是利用制冷剂在低温下会沸腾蒸发的特点，通过由液态变为气态的过程中会蒸发吸收周围热量的原理来制冷的，压缩机的作用就是把系统中通过制冷管热交换过(吸热过)的低温低压制冷剂气体被压缩机吸入通过(压缩)变为高压高温的气体通过管道运送到散热装置里(冷却放出热量)变为中温高压的液体再通过管道将中温高压的液体送到节流装置(节流减压)这时的制冷剂已减压成为低温低压的气液混体再进入制冷管里蒸发吸收周围的热量，这样不断的循环热交换完成了整个制冷过程，二氧化碳吸附板550以氢氧化锂为基础原料，经过特殊工艺粘合、成型、烘干处理而成。该吸附剂含有丰富的内部气孔，可与空气充分接触而起化学反应，滤除空气中的二氧化碳气体，一氧化碳吸附板560是活性炭材料组成的，活性炭对一氧化碳具有吸附作用。

上述氢气转化塔100、变压吸附塔200由金属材料制成的。

在具体使用时，抽气泵一300、电热管430、抽气泵二500、增压泵530、制冷压缩机540外接电源，本领域技术人员启动抽气泵一300，抽气泵一300将外部天然气与水蒸气导入氢气转化塔100内，脱硫板310对天然气进行脱硫，启动电热管430，将氢气转化塔100内部温度提升800—900摄氏度，在镍催化剂盒410内的镍催化剂和高温作用下，天然气与水蒸气转化为一氧化碳、二氧化碳和氢气的混合体，此时打开气体阀门210，启动抽气泵二500，抽气泵二500将氢气转化塔100产生的混合气体通入变压吸附塔200，在制冷压缩机540与水蒸气吸附板520的配合使用，将混合气体中的少量水蒸气进行吸附，二氧化碳吸附板550与一氧化碳吸附板560对混合气体中的二氧化碳与一氧化碳具有吸附作用，关闭气体阀门210和抽气泵二500，打开增压泵530，增压完成后打开氢气出气阀220，变压吸附塔200内的氢气排出收集。

为了使本装置在反应制成氢气过程中排除二氧化硫气体带来的影响，在抽气泵一300顶部设有脱硫板310，具体的，脱硫板310焊接在氢气转化塔100内壁上，脱硫板310上方设有反应装置400，脱硫板310是氢氧化钠溶液浸泡的纤维板，氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成硫酸钠和水，氢氧化钠溶液对二氧化硫具有与吸附作用。

请参阅图1和图2，为了防止天然气制备氢气时反应不充分，在氢气转化塔100内安装反应装置400，具体的，反应装置400的气孔板410焊接在氢气转化塔100内壁上，气孔板410顶部放置镍催化剂盒420，氢气转化塔100内壁螺纹连接电热管430，电热管430将氢气转化塔100内部温度提升800—900摄氏度，在镍催化剂盒410内的镍催化剂和高温作用下，天然气与水蒸气转化为一氧化碳、二氧化碳和氢气的混合体。

请参阅图1，为了防止氢气转化塔100底部被地面污水腐蚀，在氢气转化塔100底部安装底座110，具体的，底座100顶部焊接在氢气转化塔100底部，底座100使氢气转化塔100与地面隔离，底座100对氢气转化塔100具有防腐作用。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。