CN102826509B - 将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氢气制备技术领域，涉及一种将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，两台常温吸附器的塔底进口管道并联后作为普通氢气进气管道，两台常温吸附器的塔顶出口管道并联并穿过低温吸附器后与分离器的进口连通，分离器的出口管道再次穿过低温吸附器后作为提纯后的高纯度氢气出口管道，由控制器控制所有阀门的启闭并控制常温吸附器一台运行、一台再生，形成常温吸附器轮换承担工作与再生任务，优点是：本发明的工艺简单、适用范围广、处理能力大、自动化管理，制取的氢气纯度可达到99.999%以上，适用于将普通氢气制备成高纯度氢气。
Description
技术领域
本发明属于氢气制备技术领域，特指一种将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备。
背景技术
普通氢气中还存在的气体成分是氮气、氧气及其它稀有气体，它们的分子极性各不相同，在一些需要使用高纯度氢气（氢气纯度≥99.999%）的情况下，这些普通氢气则不能作为原料使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种在常温及低温条件下将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备。
本发明的目的是这样实现的：
将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，两台常温吸附器的塔底进口管道并联连通后作为普通氢气进气管道，两台常温吸附器的塔顶出口管道并联连通后的出气管道穿过低温吸附器后与分离器的进口连通，分离器的出口管道再次穿过低温吸附器后作为提纯后的高纯度氢气出口管道，所述的低温吸附器上设置有液氮进入管道及氮气排出管道，每个常温吸附器的塔底进口管道及塔顶出口管道上均设置有阀门，在普通氢气进气管道、高纯度氢气出口管道及氮气排出管道上均设置有温度表、压力表、流量计之一或其组合，分离器的底部设置有排空管道及排空阀，所有的阀门的启闭或开启量用控制器控制，控制器并控制一台常温吸附器运行、一台常温吸附器再生，形成常温吸附器轮换承担工作与再生任务，实现常温吸附器轮换工作与再生的周期循环。
上述常温吸附器内采用的吸附剂是可对普通氢气中的水、碳氢化合物、二氧化碳进行初级吸附的活性炭或/和分子筛。
上述低温吸附器内采用的降温介质是液氮。
上述分离器是可将氢气中的微量空气液化成的液空吹除的分离器。
上述控制器是可对设备的运行状态进行全程监控、中控调节及自动化管理的DCS自动化控制系统。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明在常温及低温条件下，利用吸附的方法提取高纯氢气，氢气纯度可达到99.999%以上。
2、本发明的工艺简单、适用范围广、处理能力大。
3、本发明利用DCS自动化控制系统，对设备的运行状态进行全程监控及中控调节，实现自动化管理，降低管理成本。
4、本发明适用于将普通氢气制备成高纯度氢气。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1：
将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，两台常温吸附器3的塔底进口管道2并联连通后作为普通氢气进气管道1，两台常温吸附器3的塔顶出口管道4并联连通后的出气管道5穿过低温吸附器9后与分离器11的进口连通，分离器11的出口管道10再次穿过低温吸附器9后作为提纯后的高纯度氢气出口管道8，所述的低温吸附器9上设置有液氮进入管道14及氮气排出管道8，每个常温吸附器3的塔底进口管道2及塔顶出口管道4上均设置有阀门12，在普通氢气进气管道1、高纯度氢气出口管道8及氮气排出管道6上均设置有温度表、压力表、流量计7之一或其组合，分离器11的底部设置有排空管道13及排空阀12，所有的阀门12的启闭或开启量用控制器控制，控制器并控制一台常温吸附器3运行、一台常温吸附器3再生，形成常温吸附器3轮换承担工作与再生任务，实现常温吸附器3轮换工作与再生的周期循环。
上述常温吸附器3内采用的吸附剂是可对普通氢气中的水、碳氢化合物、二氧化碳进行初级吸附的活性炭或/和分子筛。
上述低温吸附器9内采用的降温介质是液氮，液氮从液氮进入管道14进入低温吸附器9与氢气换热后从氮气排出管道8排出。
上述分离器11是可将氢气中的微量空气液化成的液空吹除的分离器11。
上述控制器是可对设备的运行状态进行全程监控、中控调节及自动化管理的DCS自动化控制系统。
本发明的工作原理：本发明是在常温、低温条件下，利用吸附剂对氢气中杂质的选择吸附来制取纯度在99.999%以上的高纯氢气。为了实现连续生产，一般使用台两常温吸附器3，一台运行，一台再生，常温吸附器3使用的吸附剂采用活性炭、分子筛，对原料（普通氢气）中的水、碳氢化合物、二氧化碳等进行初级吸附，在低温处理器9中利用液氮与氢气进行换热，将氢气中的微量空气液化成液空，液空在分离器11中经吹除阀吹除，而氢气经过分离器11后再返回到低温处理器9中与氢气进行换热至常温并最后得到氢气纯度大于99.9999%的高纯氢气，液氮在低温处理器9换热后温度到常温再排到大气。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，其特征在于：两台常温吸附器的塔底进口管道并联连通后作为普通氢气进气管道，两台常温吸附器的塔顶出口管道并联连通后的出气管道穿过低温吸附器后与分离器的进口连通，分离器的出口管道再次穿过低温吸附器后作为提纯后的高纯度氢气出口管道，所述的低温吸附器上设置有液氮进入管道及氮气排出管道，每个常温吸附器的塔底进口管道及塔顶出口管道上均设置有阀门，在普通氢气进气管道、高纯度氢气出口管道及氮气排出管道上均设置有温度表、压力表、流量计之一或其组合，分离器的底部设置有排空管道及排空阀，所有的阀门的启闭或开启量用控制器控制，控制器并控制一台常温吸附器运行、一台常温吸附器再生，形成常温吸附器轮换承担工作与再生任务，实现常温吸附器轮换工作与再生的周期循环。
2.根据权利要求1所述的将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，其特征在于：所述常温吸附器内采用的吸附剂是可对普通氢气中的水、碳氢化合物、二氧化碳进行初级吸附的活性炭或/和分子筛。
3.根据权利要求1所述的将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，其特征在于：所述低温吸附器内采用的降温介质是液氮。
4.根据权利要求1所述的将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，其特征在于：所述分离器是可将氢气中的微量空气液化成的液空吹除的分离器。
5.根据权利要求1—4任一项所述的将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备，其特征在于：所述控制器是可对设备的运行状态进行全程监控、中控调节及自动化管理的DCS自动化控制系统。
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