一种制氢纯化系统及其制氢设备的制作方法

本技术涉及氢气生产设备的，尤其是涉及一种制氢纯化系统及其制氢设备。

背景技术：

1、目前，氢气作为一种清洁、高效能源载体，被寄予厚望。常见的氢气的制备方法有很多种，包括但不限于以下几种方法：蒸汽重整法，通过加热高碳氢化合物和水蒸气来进行反应，产生氢气和一些副产品。部分氧化法，将天然气等低碳氢化合物与氧气混合后在催化剂作用下进行反应，产生氢气和一些副产品。电解水法，利用电解反应将水分解成氧气和氢气。光解水法，利用光能将水分解成氧气和氢气。

2、目前，电解纯水制氢技术是大型制氢设备的主流技术。但是，此电解纯水制氢技术获得的氢气含有一定氧气和水，根据生产过程中压力和温度的差别，含氧量和含水量存在一定区别，而氧气和水的存在制约了氢气的直接使用。

3、基于这个问题，制氢设备之后通常会设置一个纯化系统，纯化系统一般包括气水分离器、脱氧器、氢气干燥器、氢气冷却器、过滤器、积水器等设备和各种阀门、管道以及检测、控制用的就地仪表和一次仪表。

4、常见的氢气干燥器常采用吸附剂，实现对氢气中水分的吸取，但是在吸附剂饱和之后，需要更换新的吸附剂，这个过程之中，氢气干燥器不适合继续作业。这就导致，整个的氢气纯化系统需要暂停，从而会影响整个氢气纯化系统的工作效率。

技术实现思路

1、本技术提供一种制氢纯化系统及其制氢设备，其目的是实现氢气的纯化过程，并且提高氢气纯化系统的工作效率。

2、第一方面，本技术提供的一种制氢纯化系统采用如下的技术方案：一种制氢纯化系统，包括主进气管，所述主进气管一端依次连通有第一脱氧罐、第一粗分离器、第一干燥罐以及主出气管；

3、所述第一粗分离器包括旋流分离器，所述旋流分离器上设置有降温组件；

4、所述旋流分离器上分别连通有流体排入管、气体排出管和液体排出管，所述流体排入管与所述第一脱氧罐相互连通，所述气体排出管与所述第一干燥罐相互连通。

5、通过采用上述技术方案，主进气管、第一脱氧罐、第一粗分离器、第一干燥罐和主出气管的设置，通过主进气管将氢气通入第一脱氧罐内，能够剔除氢气中的氧气，但会增加氢气中的水含量，再将第一脱氧罐内的氢气依次通入第一粗分离器和第一加强分离器中，将氢气中大部分的水通过物理方式脱除，最后将氢气通过第一干燥罐，第一干燥罐将最后少部分的水吸附，然后将氢气排入主出气管内，此时主出气管道内的氢气纯度有极大提升。

6、由于第一粗分离器采用旋流分离器，能够将气体与液滴进行分离，而降温组件的设置能够将旋流分离器内部环境温度降低，从而氢气接触到冷的旋流分离器侧壁，水蒸气会冷凝析出，此时，氢气内部就析出了液滴，所以通过第一粗分离器能够将氢气内部分水分离。

7、通过在第一干燥罐之前设置第一粗分离器，使得氢气在进入第一干燥罐之前就脱去了一部分水，因此第一干燥罐所需要吸收的水较少，从而第一干燥罐停机维护的频率变小，能够降低对氢气纯化系统的工作效率的影响。

8、可选的，所述旋流分离器内设置有封闭组件，所述封闭组件包括安装座，所述安装座侧壁与所述旋流分离器的内壁相互间隔设置，所述安装座沿所述液体排出管的轴向与所述液体排出管相互间隔设置；

9、所述安装座朝向所述液体排出管的一侧设置有封闭块，所述封闭块沿所述液体排出管的轴向与所述液体排出管插接配合，当所述封闭块插入所述液体排出管时，所述封闭块封闭所述液体排出管；

10、所述封闭块与所述安装座之间设置有能够驱动所述封闭块朝向所述液体排出管运动的封闭驱动件。

11、通过采用上述技术方案，封闭组件中安装座设置在液体排出管的一端，而安装座与液体排出管的端部之间设置有封闭块，封闭块与安装座之间设置有封闭驱动件，因此，在封闭驱动件的驱动下，封闭块能够沿液体排出管的轴向插入液体排出管内，此时，能够封闭液体排出管防止旋流分离器内的氢气溢出。同时，在需要排水时，只需要将封闭块从液体排出管内抽出，水会自动从液体排出管中排出。

12、可选的，所述液体排出管远离所述封闭组件的一端连通有储液罐，所述储液罐套设在所述液体排出管外侧；所述储液罐与所述液体排出管可拆卸连接。

13、通过采用上述技术方案，储液罐与液体排出管相互连通，一方面，储液罐能够封闭液体排出管，防止旋流分离器内的氢气外溢。另一方面，储液罐能够对液体排出管内排出的水进行收集。由于储液罐与液体排出管之间可拆卸连接，因此便于倾倒储液罐内的水。

14、可选的，所述储液罐外壁贯穿开设有顶入孔，所述顶入孔内插接有顶起杆，所述顶起杆与所述液体排出管同轴设置，所述顶起杆与所述顶入孔内壁通过螺纹连接；

15、所述封闭驱动件包括若干驱动弹簧，所述驱动弹簧长度方向沿所述液体排出管轴向设置，所述驱动弹簧两端分别与所述安装座以及所述封闭块相互连接。

16、通过采用上述技术方案，储液罐上开设顶入孔，顶入孔内插入顶起杆，通过拧动顶起杆，能够在液体排出管的轴向移动。

17、由于驱动封闭件采用驱动弹簧，驱动弹簧能够实现封闭块对液体排出管的封闭与开启，而在顶起杆安装至储液罐之后，顶起杆就能够实现封闭块的开启。

18、可选的，所述储液罐上分别连通有氮气送气管和氮气排气管；所述储液罐内设置有加热组件。

19、通过采用上述技术方案，氮气送气管和氮气排气管的配合，能够往储液罐内通入氮气，并将储液罐内的气体排出。而储液罐内设置加热组件，因此，加热组件能够将储液罐内的水汽化，使得水转变为水蒸气，从而水蒸气会被氮气携带，从而能够自动排出储液罐内的水，使得储液罐不需要拆卸。

20、可选的，所述储液罐内设置有吸水层。

21、通过采用上述技术方案，吸水层的设置能够将储液罐内的水吸收，防止水在储液罐内流动。

22、可选的，所述第一脱氧罐一侧设置有第二脱氧罐；

23、所述主进气管上分别连通有第一分支管和第二分支管，所述第一分支管与所述第一脱氧罐相互连通，所述第二分支管与所述第二脱氧罐相互连通，所述第一分支管上设置第一控制阀，所述第二分支管上设置有第二控制阀；

24、所述第一脱氧罐上连通有第三分支管，所述第二脱氧罐上连通有第四分支管，所述第一脱氧罐与所述第一粗分离器之间设置有第一中间管道，所述第一中间管道与所述第一粗分离器相互连通，所述第三分支管和第四分支管均与所述第一中间管道相互连通且所述第一中间管道一端与所述第一粗分离器相互连通；

25、所述第三分支管上设置有第三控制阀，所述第四分支管上设置有第四控制阀。

26、通过采用上述技术方案，由于第一脱氧罐的一侧设置有第二脱氧罐，而第一脱氧罐通过第一分支管道和第三分支管道接入主进气管和第一粗分离器之间，而第二脱氧罐通过第二分支管和第四分支管接入主进气管和第一粗分离器之间，并且第一分支管上设置有第一控制阀、第二分支管上设置有第二控制阀、第三分支管上设置有第三控制阀以及第四分支管上设置有第四控制阀。

27、在开启第一控制阀和第三控制阀时，第一脱氧罐接入制氢纯化系统；同理开启第二控制阀和第四控制阀时，第二脱氧罐接入制氢纯化系统中；

28、因此，在第一脱氧罐损坏或需要维护时，能够将第二脱氧罐接入，而将第一脱氧罐断开，此时制氢纯化系统正常进行工作，而第一脱氧罐能够进行维护。

29、可选的，所述第一分支管上连通有第五分支管，所述第五分支管与所述第一分支管的连通处位于所述第一控制阀与所述第一脱氧罐之间，所述第五分支管与所述第一中间管道相互连通；

30、所述第二分支管上连通有第六分支管，所述第六分支管与所述第二分支管的连通处位于所述第二控制阀与所述第二脱氧罐之间，所述第六分支管与所述第一中间管道相互连通；

31、所述第五分支管上设置有第五控制阀，所述第六分支管上设置有第六控制阀；

32、所述第一中间管道上设置有第一中间控制阀，所述第一中间控制阀位于所述第三分支管与所述第五分支管之间，且位于第四分支管与所述第六分支管道之间。

33、通过采用上述技术方案，第五分支管连接有第一分支管和第一中间管道上，而第五分支管上设置有第五控制阀，第一中间管道在第五分支管和第三分支管之间设置有第一中间控制阀。因此，在第二脱氧罐接入制氢纯化系统时，开启第五控制阀，关闭第一中间管道，开启第三控制阀，关闭第一控制阀，此时第二脱氧罐与第一脱氧罐相互连通，并且第二脱氧罐内排出的氢气会经过第四分支管和第三分支管进入到第一脱氧罐内，第一脱氧罐内排出的氢气会经过第五分支管进入到第一中间管道进而排至第一粗分离器之中。

34、同理，第六分支管的设置，将第一脱氧罐与第二脱氧罐相互连通，将第一脱氧罐内排出的氢气排入至第二脱氧罐内。

35、第五分支管和第六分支管设置，能够将第一脱氧罐与第二脱氧罐串联，使得氢气经过两次脱氧，提高氢气的脱氧效果。

36、可选的，还包括反吹机构，所述反吹机构包括反吹源，所述反吹源与所述主进气管相互连通。

37、通过采用上述技术方案，反吹机构的设置，通过反吹源将氮气等其他气吹入主管道内，从而能够将依次主管道、第一脱氧罐、第一粗分离器和第一干燥罐内存留的氢气排出，便于后续维修。

38、第二方面，本技术提供的一种制氢设备采用如下的技术方案：

39、一种制氢设备，安装有上述的制氢纯化系统。

40、通过采用上述技术方案，在制氢设备上连通上述的制氢纯化系统，能够消除氢气中的氧气和水，从而实现氢气的提纯。

41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

42、1.在第一干燥罐之前设置一个第一粗分离器，使得氢气在进入第一干燥罐之前就脱去了一部分水，因此第一干燥罐所需要吸收的水较少，从而第一干燥罐停机维护的频率变小，能够降低对氢气纯化系统的工作效率的影响。

43、2.封闭组件和储液罐的配合设置，能够在不拆储液罐的情况下，封闭旋流分离器，并将储液罐内的水排出。

44、3.第一脱氧罐与第二脱氧罐的配合设置，以及第一脱氧罐与第二脱氧罐之间的管道系统的设置，能够在第一脱氧罐损坏时及时切换第二脱氧罐，降低对制氢纯化系统的影响。