可回收利用不合格氢气以及富余氢气的PSA制氢系统的制作方法

文档序号:11973452阅读:408来源:国知局

本实用新型涉及PSA制氢工艺技术领域,尤其是一种可回收利用不合格氢气以及富余氢气的PSA制氢系统。



背景技术:

在冶金企业生产过程中,需要大量的纯氢气(99.999%)。而氢气的制取方法很多,如:水电解制氢、水煤气制氢、石油热裂的合成气和天然气制氢、焦炉煤气制氢、电解食盐水制氢、酿造工业副产品等,但各种制取方法的成本、工艺和纯度均存在较大差异.焦炉煤气是由H2、CO、CO2、O2、N2、CH4及烃类等多种气体组成的混合物,其中氢气含量高达6O%。因此,最经济、最实用的制氢方法应为从焦炉煤气中制取纯氢气,即利用变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)技术从焦炉煤气中提取纯氢气,纯度可达99.999%,现在冶金企业基本都是采用PSA技术制取氢气。

在具体生产过程中,当氢气产量大于用户使用氢气的量时,或者设备出现故障,氢气不合格时,富余氢气和不合格氢气只能通过放散管排到大气中,造成能源浪费的同时还污染周围环境。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可回收利用不合格氢气以及富余氢气的PSA制氢系统。

本实用新型公开的可回收利用不合格氢气以及富余氢气的PSA制氢系统,包括制氢原料气进气管、氢气输出管、焦炉煤气压缩机、PSA制氢装置和氢气储罐,所述制氢原料气进气管与焦炉煤气压缩机的进口相连接,所述焦炉煤气压缩机的出口与PSA制氢装置相连接,所述PSA制氢装置通过氢气输出管与氢气储罐相连接,所述氢气储罐与PSA制氢装置之间设置有放空管,所述放空管上由内向外依次设置有第二自动阀和放空阀,所述放空管与氢气储罐之间设置有第一自动阀,所述第二自动阀和放空阀之间连接有用于回收不合格氢气以及富余氢气的氢气回收管,所述氢气回收管与制氢原料气进气管相连接,所述氢气回收管上设置有回收阀。

优选地,所述回收阀与制氢原料气进气管之间设置有调压阀。

优选地,所述回收阀与调压阀之间设置有回收氢气暂储罐。

本实用新型的有益效果是:该系统可以在当用户氢气用量减少,氢气储罐压力升高到设定压力或者制氢装置出现故障,生产出不合格氢气的时候,将不合格氢气或者富余氢气通过氢气回收管进行回收再利用,从而有效杜绝了氢气排空到大气中,避免了能源浪费及环境污染。

附图说明

图1是本实用新型的示意图;

附图标记:制氢原料气进气管1,氢气输出管2,焦炉煤气压缩机3,PSA制氢装置4,氢气储罐5,放空管6,第二自动阀7,放空阀8,第一自动阀9,氢气回收管10,回收阀11,调压阀12,回收氢气暂储罐13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示,本实用新型的可回收利用不合格氢气以及富余氢气的PSA制氢系统,包括制氢原料气进气管1、氢气输出管2、焦炉煤气压缩机3、PSA制氢装置4和氢气储罐5,所述制氢原料气进气管1与焦炉煤气压缩机3的进口相连接,所述焦炉煤气压缩机3的出口与PSA制氢装置4相连接,所述PSA制氢装置4通过氢气输出管2与氢气储罐5相连接,所述氢气储罐5与PSA制氢装置4之间设置有放空管6,所述放空管6上由内向外依次设置有第二自动阀7和放空阀8,所述放空管6与氢气储罐5之间设置有第一自动阀9,所述第二自动阀7和放空阀8之间连接有用于回收不合格氢气以及富余氢气的氢气回收管10,所述氢气回收管10与制氢原料气进气管1相连接,所述氢气回收管10上设置有回收阀11。

该系统的工作原理如下:

首先,关闭放空阀8,打开回收阀11,当用户氢气用量减少,氢气储罐5压力升高到设定压力的时候,第一自动阀9关闭,第二自动阀7打开,PSA制氢装置4生产的富余氢气经过氢气回收管10进入焦炉煤气压缩机3加压,送入制氢系统;当部分氢气监测不合格的时候,第一自动阀9关闭,第二自动阀7打开,PSA制氢装置4生产的不合格氢气经过氢气回收管10进入焦炉煤气压缩机3加压,送入制氢系统。

由于氢气输出管2内氢气压力较高,而制氢原料气进气管1氢气压力较低,因此作为优选方式,所述回收阀11与制氢原料气进气管1之间设置有调压阀12。经过调压阀12,可将氢气压力由1.55MPa减压到30kPa~50kPa,然后再通过制氢原料气进气管1进入焦炉煤气压缩机3进行再利用。

当需要回收的氢气量较大,焦炉煤气压缩机3可能无法及时处理,针对此情况,作为优选方式,所述回收阀11与调压阀12之间设置有回收氢气暂储罐13。如此,就可将回收的氢气暂时储存与回收氢气暂储罐13中,以待之后逐步取用。

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