甲醇裂解制氢解析气提纯回收装置的制作方法

本实用新型属于甲醇裂解领域，涉及一种解析气提纯装置，具体地说是甲醇裂解制氢解析气提纯回收装置。

背景技术：

甲醇裂解制氢过程中需要通过变压吸附对氢气进行提纯，在变压吸附过程中，吸附剂再生过程需要使用氢气对吸附剂进行解析，解析过程即产生解析气，而解析气的主要成分为一氧化碳、二氧化碳、氢气。现有工艺中产生的解析气被安全放空或者当做燃料进行燃烧，而没有进一步对其中的氢气进行回收利用，造成了很大的资源浪费。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供甲醇裂解制氢解析气提纯回收装置，以实现将解析气中的氢气进行进一步回收。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

甲醇裂解制氢解析气提纯回收装置，它包括利用液氮将一氧化碳与二氧化碳固化的氢气提纯机构、氮气冷却机构、氢气回收机构，所述氢气提纯机构的液氮入口连接外部用于供给液氮的压缩瓶，氢气提纯机构的解析气入口连接解析气输入管道，氢气提纯机构的出气口连接氢气回收机构，氢气提纯机构的氮气出口连接氮气冷却机构，氮气冷却机构的氮气出口连接外部用于供给氮气的压缩瓶，氮气冷却机构的放空出口连接外部大气。

作为对本实用新型的限定：所述氢气提纯机构包括第一热交换器，氮气冷却机构包括第二热交换器，所述第一热交换器与第二热交换器基于外部控制系统的控制交替作为氢气提纯机构与氮气冷却机构交替工作，所述第一热交换器与第二热交换器均包括解析气入口、氮气出口、氢气出口、液氮入口，其中解析气入口分别通过管道连接解析气输入管道；液氮入口分别通过管道连接外部盛装有液氮的高压瓶，同时液氮入口还连接液氮输出管道；氢气出口分别通过管道连接氢气回收装置，同时还分别通过管道连接外部大气；第一热交换器与第二热交换器的氮气出口则通过换热器相连通；所述解析气入口与解析气输入管道之间的管道、液氮入口与高压瓶之间的管道、液氮入口与氮气输出管道之间、氢气出口与氢气回收装置之间的管道、氢气出口与外部大气之间的管道分别设有基于外部控制器控制的电磁阀。

作为对本实用新型的进一步限定：所述换热器为空温换热器。

作为对本实用新型的另一种限定：所述外部控制器包括用于控制第一热交换器所有管道上电磁阀门的第一PId控制器，以及用于控制第二热交换器所有管道上电磁阀的第二PId控制器，所述第一PId控制器与第二PId控制器相连通。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本实用新型设有氢气提纯机构，能够将解析气中包含的氢气进行提纯，即令氢气与一氧化碳、二氧化碳分离，有效收集氢气；

（2）本实用新型利用氢气与一氧化碳、二氧化碳的凝固点不同的特性，采用液氮将氢气从中分离，手段简单有效，而设置的氮气冷却机构能够将已气化的氮气进行降温处理，令使用的氮气也可回收利用；

（3）本实用新型的氢气提纯机构与氮气冷却机构均采用热交换器，且两个热交换器交替作为氢气提纯机构与氮气冷却机构进行工作，即同一工作周期内如果第一热交换器作为氢气提纯机构时，则第二热交换器作为氮气冷却机构进行工作，下一工作周期，第一热交换器作为氮气冷却机构，而第二热交换器则作为氢气提纯机构工作，这种设置极大提高了工作效率；

（4）本实用新型的电子控制器包括第一PId控制器与第二PId控制器，令控制更加简单，动作更加精准。

综上，本实用新型能够提纯解析气中的氢气，提高氢气的产量，同时充分利用资源，避免资源浪费。本实用新型适用于甲醇裂解对氢气提纯过程中产生的解析气进行进一步提纯。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的原理图。

标注部件：1-第一热交换器, 2-第二热交换器, 31-第一电磁阀, 32-第二电磁阀, 33-第三电磁阀, 34-第四电磁阀, 35-第五电磁阀, 36-第六电磁阀, 37-第七电磁阀, 38-第八电磁阀, 39-第九电磁阀, 310-第十电磁阀,41-第一PId控制器，42-第二PId控制器，5-换热器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 甲醇裂解制氢解析气提纯回收装置

本实施例的结构如图1所示，包括第一热交换器1与第二热交换器2，所述第一热交换器1与第二热交换器2均具有液氮入口、解析气入口、氮气出口、氢气出口，其中第一热交换器1的液氮入口通过第一管道a、第二热交换器2的液氮入口通过第二管道b分别连接外部盛装有液氮的高压瓶，且在第一管道a上设有第一电磁阀31，在第二管道b上设有第二电磁阀32,同时第一热交换器1的液氮入口还通过第七管道g、第二热交换器2的液氮入口还通过第八管道h分别连接外部液氮回收机构（本实施例可以直接导入高压瓶中），所述第七管道g上设有第七电磁阀37，第八管道h上设有第八电磁阀38；所述第一热交换器1的解析气入口通过第三管道c、第二热交换器2的解析气入口通过第四管道d分别连接解析气输入管道，且在第三管道c上设有第三电磁阀33，在第四管道d上设有第四电磁阀34；所述第一热交换器1的氢气出口通过第五管道e、第二热交换器2是氢气出口通过第六管道f分别连接氢气回收机构的氢气回收管道，且第五管道e上设有第五电磁阀35，第六管道f上设有第六电磁阀36；所述第一热交换器1的氢气出口还通过第一放空管道m、第二热交换器2的氢气出口还通过第二放空管道n连接外部大气，所述第一放空管道m上设有第九电磁阀39，第二放空管道n上设有第十电磁阀310。

本实施例还设有第一PId控制器41与第二PId控制器42，其中第一PId控制器41控制采集第一热交换器1的压力信号，并控制所述的第一电磁阀31、第三电磁阀33、第五电磁阀35、第七电磁阀37、第九电磁阀39的开闭，而第二PId控制器采集第二热交换器2的压力信号，并控制第二电磁阀32、第四电磁阀34、第六电磁阀36、第八电磁阀38、第十电磁阀310的开闭，通过上述十个电磁阀的控制实现第一热交换器1与第二热交换器2交替作为氢气提纯机构与液氮冷却机构进行工作。

本实施例的工作原理为：本实施例工作开始时首先启动第一热交换器1作为氢气提纯机构，而第二热交换器2与换热器5作为氮气冷却机构，其中第一PId控制器41控制第一电磁阀31、第三电磁阀33打开，第二PId控制器42控制第八电磁阀38打开，液氮进入第一热交换器1的管层中，而解析气则进入第一热交换器1的壳层，解析气与液氮进行热交换，进而令解析气中的一氧化碳、二氧化碳、水等凝固析出，然后第一PId控制器41控制第一电磁阀31、第三电磁阀33关闭，控制第五电磁阀35打开，将提纯的氢气进行回收，之后第二PId控制器42控制第八电磁阀38打开，气化后的氮气经过换热器5与空气换热降温后，由第二热交换器2的液氮入口、第八电磁阀38回收即可。

然后第一PId控制器41控制第五电磁阀35关闭，第二PId控制器42控制第二电磁阀32、第四电磁阀34打开，此时第二热交换器2作为氢气提纯机构，而第一热交换器1与换热器5作为氮气冷却机构，因此低温的液氮与解析气会进入第二热交换器2内进行换热，换热后第二PId控制器42控制第六电磁阀36打开，将提纯的氢气进行回收，之后关闭第六电磁阀36，气态的氮气则通过换热器5换热后进入到第一热交换器1内，与第一热交换器1中固态的一氧化碳、二氧化碳水换热，同时第一PId控制器41控制第九电磁阀39打开，令换热后的一氧化碳气体、二氧化碳等气体由放空管道排放，而氮气则由第七管道g回收。

之后又将第一热交换器1作为氢气回收冷却机构，而第二热交换器2作为氮气冷却机构工作，如此反复交替进行工作即可。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。