一种高纯氢气变压吸附制氢系统的制作方法

本发明涉及制氢技术领域，特别涉及一种高纯氢气变压吸附制氢系统。

背景技术：

变压吸附分离气体混合物的原理是吸附剂对不同气体组份的吸附容量随压力的变化而变化，高压吸附除去原料气中的杂质组份,降压则脱附这些杂质,通过压力变化，达到去除杂质,提取纯组份的目的，变压吸附制氢采用吸附剂对富氢进行气体分离以制取氢气,正是通过吸附床的压力变化来完成的,因为氢气极难吸附,其他气体(可以称其为杂质)容易或较易被吸附,这样在接近被处理气体进气压力的条件下将产生富氢气体，在解吸脱附(再生)时放出杂质,这时压力逐渐降为解吸压力，也就是采用进气加压,大气压力下进行解吸脱附的方法，但是常规的变压吸附制氢系统制氢纯度不够，制得的氢气纯度达不到高纯氢指标，难以达到工业使用标准，因目前解析气量有波动，解析气压缩机前的缓冲罐选型过小，导致无法利用原来的此工艺管线，因此需要对其进行改造。

技术实现要素：

为了解决制氢纯度的高标准需求，一种高纯氢气变压吸附制氢系统，所述系统包括进气单元、一级psa单元和二级psa单元，所述进气单元连接一级psa单元，一级psa单元连接二级psa单元，所述进气单元包括进气管线，一级psa单元包括一级psa进口管线和一级psa出口管线，二级psa单元包括二级psa进口管线和二级psa出口管线，所述系统的一级psa单元和二级psa单元之间设置有psa升级管线，一级吸附单元和二级吸附单元包括一级吸附装置和二级吸附装置。

作为本发明的一种改进，所述进气管线连接一级psa进口管线，所述二级psa出口与一级psa出口管线连接高纯氢气出口管线，所述psa升级管线连接一级psa出口管线和二级psa进口管线。

作为本发明的一种改进，所述psa升级管线连接一级psa出口管线的出口和二级psa进口管线的入口。

作为本发明的一种改进，所述进气管线上设置有第一放空手动阀、y型过滤器、安全阀、取样分析阀门、第一压力表、第一压力变送器、进口切断阀、流量计、压力调节阀、旁路阀门以及第二压力变送器。

作为本发明的一种改进，所述一级psa吸附单元的一级psa进口管线上设置有第三压力变送器，一级psa吸附单元的一级psa出口管线上依次设置有第二放空手动阀门、第二压力表和第四压力变送器。

作为本发明的一种改进，通过将一级psa产品出口管道直接引一路管道至二级psa装置进口，一级psa装置出口压力约1.8mpa，满足二级psa装置的进口压力吸附条件，所以不需要经过解析气压缩机增压，使得原料气先经一级psa吸附再至二级psa吸附，产品气满足高纯氢要求，经过本技术方案制得的氢气的纯度能够达到99.999%。

作为本发明的一种改进，所述二级psa吸附单元的二级psa进口管线上设置有第八压力变送器，所述二级psa吸附单元的二级psa出口管线上依次设置有第五压力表和第九压力变送器。

作为本发明的一种改进，所述一级psa吸附装置和二级psa吸附装置结构相同。

本发明的有益效果是：本技术方案通过设置一级psa吸附装置和二级psa吸附装置，一级psa吸附装置的出口管线连接二级psa吸附装置的进口，通过将一级psa产品出口管道直接引一路管道至二级psa装置进口，一级psa装置出口压力约1.8mpa，满足二级psa装置的进口压力吸附条件，所以不需要经过解析气压缩机增压，使得原料气先经一级psa吸附再至二级psa吸附，产品气满足高纯氢要求，经过本技术方案制得的氢气的纯度能够达到99.999%。

附图说明

图1为本发明中的进气单元的结构图。

图2为本发明中的一级psa单元结构图。

图3为本发明中的一级psa单元结构图。

图4为本发明中的管线结构图。

其中：1、进气单元2、第一放空手动阀3、y型过滤器4、安全阀5、取样分析阀门6、压力表7、第一压力变送器8、进口切断阀门9、流量计10、旁路阀门11、压力调节阀12、第二压力变送器13、第二放空手动阀14、第三压力变送器15、第二压力表16、第四压力变送器17、第三放空手动阀门20、一级psa单元28、第五压力表29、第九压力变送器30、一级psa吸附装置31、二级psa吸附装置32、二级psa单元100、进气管线101、一级psa进口管线102、一级psa出口管线103、二级psa进口管线104、二级psa出口管线106、psa升级管线。

具体实施方式

以下将结合附图1至附图4对本发明做进一步地说明，但不应以此来限制本发明的保护范围，为了方便说明且理解本发明的技术方案，以下说明均以附图所展示为准，一种高纯氢气变压吸附制氢系统，所述系统包括进气单元1、一级psa单元20和二级psa单元32，所述进气单元1连接一级psa单元20，一级psa单元20连接二级psa单元32，所述进气单元1包括进气管线100，一级psa单元20包括一级psa进口管线101和一级psa出口管线102，二级psa单元32包括二级psa进口管线103和二级psa出口管线104，所述系统的一级psa单元20和二级psa单元32之间设置有psa升级管线106，一级吸附单元20和二级吸附单元32包括一级吸附装置30和二级吸附装置31，所述进气管线100连接一级psa进口管线101，所述二级psa出口管线104与一级psa出口管线102连接高纯氢气出口管线，所述psa升级管线106连接一级psa出口管线102和二级psa进口管线103，所述psa升级管线106连接一级psa出口管线102的出口和二级psa进口管线104的入口，所述进气管线100上设置有第一放空手动阀2、y型过滤器3、安全阀4、取样分析阀门5、第一压力表6、第一压力变送器7、进口切断阀8、流量计9、压力调节阀11、旁路阀门10以及第二压力变送器12，所述一级psa单元20的一级psa进口管线101上设置有第三压力变送器14，一级psa单元20的一级psa出口管线102上依次设置有第二放空手动阀门13、第二压力表15和第四压力变送器16，所述二级psa单元32的二级psa进口管线103上设置有第八压力变送器27，所述二级psa单元32的二级psa出口管线104上依次设置有第五压力表28和第九压力变送器29，所述一级psa吸附装置30和二级psa吸附装置31结构相同。

最后应说明的是：以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述系统包括进气单元（1）、一级psa单元（20）和二级psa单元（32），所述进气单元（1）连接一级psa单元（20），一级psa单元（20）连接二级psa单元（32），所述进气单元（1）包括进气管线（100），一级psa单元（20）包括一级psa进口管线（101）和一级psa出口管线（102），二级psa单元（32）包括二级psa进口管线（103）和二级psa出口管线（104），所述系统的一级psa单元（20）和二级psa单元（32）之间设置有psa升级管线（106），一级吸附单元和二级吸附单元包括一级吸附装置（30）和二级吸附装置（31）。

2.根据权利要求1所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述进气管线（100）连接一级psa进口管线（101），所述二级psa出口与一级psa出口管线（102）连接高纯氢气出口管线，所述psa升级管线（106）连接一级psa出口管线（102）和二级psa进口管线（103）。

3.根据权利要求2所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述psa升级管线（106）连接一级psa出口管线（102）的出口和二级psa进口管线（103）的入口。

4.根据权利要求3所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述进气管线（100）上设置有第一放空手动阀（2）、y型过滤器（3）、安全阀（4）、取样分析阀门（5）、第一压力表（6）、第一压力变送器（7）、进口切断阀（8）、流量计（9）、压力调节阀（11）、旁路阀门（10）以及第二压力变送器（12）。

5.根据权利要求4所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述一级psa单元（20）的一级psa进口管线（101）上设置有第三压力变送器（14），一级psa单元（20）的一级psa出口管线（102）上依次设置有第二放空手动阀（13）门、第二压力表（15）和第四压力变送器（16）。

6.根据权利要求5所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述二级psa单元（32）的二级psa进口管线（103）上设置有第八压力变送器（27），所述二级psa单元（32）的二级psa出口管线（104）上依次设置有第五压力表（28）和第九压力变送器（29）。

7.根据权利要求6所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，所述一级psa吸附装置（30）和二级psa吸附装置（31）结构相同。

8.根据权利要求7所述的高纯氢气变压吸附制氢系统，其特征在于，一级psa装置出口压力约1.8mpa。

技术总结
本发明公开了一种高纯氢气变压吸附制氢系统，所述系统包括进气单元、一级PSA单元和二级PSA单元，所述进气单元连接一级PSA单元，一级PSA单元连接二级PSA单元，所述进气单元包括进气管线，一级PSA单元包括一级PSA进口管线和一级PSA出口管线，二级PSA单元包括二级PSA进口管线和二级PSA出口管线，所述系统的一级PSA单元和二级PSA单元之间设置有PSA升级管线，一级吸附单元和二级吸附单元包括一级吸附装置和二级吸附装置，整体上提升了制氢纯度，一级PSA装置出口压力约1.8Mpa，满足二级PSA装置的进口压力吸附条件，所以不需要经过解析气压缩机增压，使得原料气先经一级PSA吸附再至二级PSA吸附，产品气满足高纯氢要求，经过本技术方案制得的氢气的纯度能够达到99.999%。

技术研发人员：李春江;夏文炯;娄鹏;张有平;余剑立;周燕
受保护的技术使用者：南京宝雅气体有限公司
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2021.07.23