一种高纯氢气提纯系统的制作方法

1.本实用新型涉及氢气提纯领域，具体涉及一种高纯氢气提纯系统。


背景技术：

2.氢气是一种应用广泛的原材料，工业上作为原料气、还原气、冷却气、保护气和燃烧气，在化工、石油化工、冶金、机械加工、电力、医药等科学研究领域有着广泛的用途。现有氢气提纯设备一般采用psa工序制得，但是纯度不是很高。


技术实现要素：

3.本实用新型的实用新型目的是提供一种高纯氢气提纯系统。
4.为达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高纯氢气提纯系统，包括通过管道依次连接的吸附单元、深冷分离单元以及psa提氢单元；所述吸附单元内设有若干个第一吸附塔、吸附风机和分子筛吸附模块；所述第一吸附塔内设有若干蜂窝状净化板，若干个蜂窝状净化板左右错位设置，若干蜂窝状净化板之间的间隙形成迷宫通道；所述psa提氢单元包括若干第二吸附塔、原料气缓冲罐、产品气缓冲罐、顺放气罐、逆放气罐、解析气罐以及尾气罐。
5.优选地，所述产品气缓冲罐由合格气体储罐以及不合格气体储罐组成，不合格气体储罐与深冷分离单元管道连接。
6.优选地，所述分子筛吸附模块由多个并联设置的分子筛组成的独立仓室组成。
7.优选地，若干个所述第一吸附塔的管道进出口阀门与所述吸附风机以及分子筛吸附模块连接。
8.优选地，每个所述吸附塔的顶部连接有加热阀以及吹扫置换阀；所述加热阀通过管道连接有热流体源，所述吹扫置换阀通过管道连接有氮气源。
9.优选地，所述热流体源为热水、热蒸汽或热氮气。
10.优选地，所述尾气罐连接有尾气输入管路和尾气输出管路；所述尾气输入管路与所述不合格气体储罐管道连接。
11.优选地，所述尾气输出管路连接有尾气压力调节阀。
12.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
13.本实用新型公开的一种高纯氢气提纯系统，大大的提高了氢气收率，有效地脱除粗氢气中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、水蒸气及氮气等物质，提高产品的纯度，纯度可达99.999％以上，还可以进一步分解有害气体分子；在进行提纯前依次进行氮气和氢气的吹扫置换，可以进一步提高产品的纯度；在设备出现结冰情况时，可通过通入热水或热蒸汽进行解冻，
附图说明
14.图1为本实用新型公开的提氢装置的示意图；
15.图2为本实用新型第一吸附塔的部分结构示意图；
16.其中：1、吸附单元；2、深冷分离单元；3、第一吸附塔；4、吸附风机；5、分子筛吸附模块；6、psa提氢单元；7、净化板。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
18.实施例1
19.请参照图1与图2，一种高纯氢气提纯系统，包括通过管道依次连接的吸附单元1、深冷分离单元2以及psa提氢单元6；所述吸附单元1内设有若干个第一吸附塔3、吸附风机4和分子筛吸附模块5；所述第一吸附塔3内顶部设有若干蜂窝状净化板7，若干个蜂窝状净化板7左右错位设置，若干蜂窝状净化板7之间的间隙形成迷宫通道；所述psa提氢单元6包括若干第二吸附塔、原料气缓冲罐、产品气缓冲罐、顺放气罐、逆放气罐、解析气罐以及尾气罐。
20.本实施例中优选的实施方式，所述产品气缓冲罐由合格气体储罐以及不合格气体储罐组成，不合格气体储罐与深冷分离单元2管道连接。
21.本实施例中优选的实施方式，所述分子筛吸附模块5由多个并联设置的分子筛组成的独立仓室组成。
22.本实施例中优选的实施方式，若干个所述第一吸附塔3的管道进出口阀门与所述吸附风机4以及分子筛吸附模块5连接。
23.本实施例中优选的实施方式，每个所述吸附塔的顶部连接有加热阀以及吹扫置换阀；所述加热阀通过管道连接有热流体源，所述吹扫置换阀通过管道连接有氮气源。
24.本实施例中优选的实施方式，所述热流体源为热水、热蒸汽或热氮气。
25.本实施例中优选的实施方式，所述尾气罐连接有尾气输入管路和尾气输出管路；所述尾气输入管路与所述不合格气体储罐管道连接。
26.本实施例中优选的实施方式，所述尾气输出管路连接有尾气压力调节阀。
27.实施例2
28.本实施例主要介绍本实用新型的提纯步骤，包括以下步骤：
29.步骤1、吸附；
30.原料气自下而上进入第一吸附塔3，在工作压力下吸附杂质组分，未被吸附的产品组分，通过第一吸附塔3的产品出口阀流出；其中大部分在吸附风机4的作用下作为产品进入分子筛吸附模块5；在等离子体与催化的协同作用下，分子筛进一步将有害气体分子降解为二氧化碳和水，并且吸附其中的水分；吸附风机4使内部气体循环，大大提高分子筛的循环利用率以及污染物吸附能力；
31.步骤2、深冷分离；
32.所述深冷分离单元2将吸附后的气体除湿后，将其通过管道输入冷箱，尾气中的c3及c3
+
被冷凝下来分离；在进行复温，气体复温至40℃，进一步提高氢气纯度；
33.步骤3、提纯；
34.深冷分离后的气体，经过原料气缓冲罐再次进行水气分离后；再通过产品气缓冲罐、顺放气罐、逆放气罐、解析气罐以及与其对应的第二吸附塔进行均降、顺放和逆放步骤；
通过利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在高压下吸附原料中的杂质组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生，从而实现氢气提纯。
35.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征：
1.一种高纯氢气提纯系统，其特征在于，包括通过管道依次连接的吸附单元(1)、深冷分离单元(2)以及psa提氢单元(6)；所述吸附单元(1)内设有若干个第一吸附塔(3)、吸附风机(4)和分子筛吸附模块(5)；所述第一吸附塔(3)内设有若干蜂窝状净化板(7)，若干个蜂窝状净化板(7)左右错位设置，若干蜂窝状净化板(7)之间的间隙形成迷宫通道；所述psa提氢单元(6)包括若干第二吸附塔、原料气缓冲罐、产品气缓冲罐、顺放气罐、逆放气罐、解析气罐以及尾气罐。2.根据权利要求1所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，所述产品气缓冲罐由合格气体储罐以及不合格气体储罐组成，不合格气体储罐与深冷分离单元(2)管道连接。3.根据权利要求1所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，所述分子筛吸附模块(5)由多个并联设置的分子筛组成的独立仓室组成。4.根据权利要求1所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，若干个所述第一吸附塔(3)的管道进出口阀门与所述吸附风机(4)以及分子筛吸附模块(5)连接。5.根据权利要求1所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，每个所述吸附塔的顶部连接有加热阀以及吹扫置换阀；所述加热阀通过管道连接有热流体源，所述吹扫置换阀通过管道连接有氮气源。6.根据权利要求5所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，所述热流体源为热水、热蒸汽或热氮气。7.根据权利要求2所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，所述尾气罐连接有尾气输入管路和尾气输出管路；所述尾气输入管路与所述不合格气体储罐管道连接。8.根据权利要求7所述的高纯氢气提纯系统，其特征在于，所述尾气输出管路连接有尾气压力调节阀。

技术总结
本实用新型公开了一种高纯氢气提纯系统，一种高纯氢气提纯系统，包括通过管道依次连接的吸附单元、深冷分离单元以及PSA提氢单元；所述吸附单元内设有若干个第一吸附塔、吸附风机和分子筛吸附模块；所述第一吸附塔内设有若干蜂窝状净化板，若干个蜂窝状净化板左右错位设置，若干蜂窝状净化板之间的间隙形成迷宫通道；所述PSA提氢单元包括若干第二吸附塔、原料气缓冲罐、产品气缓冲罐、顺放气罐、逆放气罐、解析气罐以及尾气罐；本实用大大的提高了氢气收率，提高产品的纯度，纯度可达99.999％以上，还可以进一步分解有害气体分子；在进行提纯前依次进行氮气和氢气的吹扫置换，可以进一步提高产品的纯度。高产品的纯度。高产品的纯度。


技术研发人员：金向华 孙猛 刘晶 周伟忠 张明祥
受保护的技术使用者：重庆金苏化工有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/12/7