CN107344711A - 高纯氢气制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高纯氢气制备装置，所述高纯氢气制备装置包括制氢装置、氢气提纯装置以及氢气收集装置。所述的制氢装置还包括一个副产收集装置。所述的氢气提纯装置，其包括三个个膜分离器、两个气体流量计、一个提纯处理装置、一个氮气收集装置、一个换热器、一个增压装置以及一个减压装置；其中提纯处理装置包括提纯处理装置主体、储氢金属材料组成的箱体底层、一个活塞以及一个活塞锁紧装置。所述的氢气收集装置，其包括一个收集装置和一个储存装置。本发明采用膜分离器以及储氢金属材料来制备高纯氢气，有效的降低了制备高纯氢气的能源消耗。且其制备高纯氢气的过程中的副产也具有很高的商业与工业价值，且环保安全。

Description

高纯氢气制备装置
技术领域
本发明涉及一种氢气制备系统，尤其涉及一种高纯氢气制备装置。
背景技术
氢气应用用量最大的是作为一种重要的石油化工原料，用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。还大量运用于电子工业、冶金工业、食品工业、浮法玻璃、精细有机合成航空航天工业等领域。石油化工，是现代炼油工业和化学工业的基本原料之一，广泛范围内氢以多种形式用于化学工业。合成氨、甲醇用的氢大部分是由天然气、石脑油或重油的蒸汽转化或部分氧化制取。石油炼制工业用氢量仅次于合成氨。在燃料电池中通常会用到高纯氢气作为电池燃料提供能量。但是在现有技术手段制备高纯氢气的成本太高，或者生产周期较长。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高纯氢气制备装置。该系统包括制氢装置、氢气提纯装置以及氢气收集装置。所述的制氢装置还包括一个副产收集装置。所述的氢气提纯装置包括三个个膜分离器、两个气体流量计、一个提纯处理装置、一个氮气收集装置、一个换热器一个增压装置以及一个减压装置；其中提纯处理装置包括提纯处理装置主体、储氢金属材料组成的箱体底层以及一个活塞。所述的氢气收集装置包括一个收集装置和一个储存装置。其中，制氢装置一端连接副产收集装置，另一端连接膜分离器1；膜分离器1、增压装置以及提纯处理装置依次连接；增压装置与抽气设备连接在提纯处理装置的一侧；膜分离器2以及氮气收集装置连接于提纯处理装置的另一侧；提纯处理装置、抽气设备、膜分离器3、收集装置以及储存装置依次连接；所述的储氢金属材料铺满提纯处理装置的箱体底部，且表面平整；所述的活塞与箱体内部契合。所述的换热器位于储氢金属下端；所述的气体流量计分别安装于增压设备与氢气提纯装置之间以及抽气装置与氢气提纯装置之间。
优选的是，所述的增压设备为增压泵。
优选的是，所述的抽气设备为抽气泵。
在工作之前，氢气提纯装置中的活塞位于氮气收集装置一端。首先通过膜分离器2制备氮气并且通入氢气提纯装置中，将活塞推至氢气提纯装置的另一侧。制氢装置制备氢气，并且将制备的氢气通过膜分离器进行初步提纯，后通过增压装置将其加入至氢气提纯装置中，推动活塞向氮气进气口端滑动，待活塞滑动至末端后，锁紧机构将活塞锁死。增压设备进行加压，同时对整个氢气提纯装置进行降温处理，储氢金属材料吸附氢气，同时位于增压设备与氢气提纯装置之间的气体流量计记录气体总流量。待流量值到达设定值时，关闭膜分离器1与增压设备之间的阀门，关闭制氢装置，关闭增压设备；打开膜分离器3与抽气设备之间的阀门，打开抽气设备，并且换热器对氢气提纯装置进行加温。氢气从储氢金属材料中逸出后通过磨分离器3进一步提纯后至收集装置，并且在存储在储存装置中。待安装于氢气提纯装置与抽气设备之间的气体流量计测得的总流量值到底指定值时，关闭膜分离器3与抽气设备之间的阀门、抽气设备以及换热器。将锁紧的活塞打开通入氮气将活塞推至另一端。
本发明至少具有以下有益效果：
1)本发明采用膜分离器以及储氢金属材料来制备高纯氢气，有效的降低了制备高纯氢气的能源消耗。且其制备高纯氢气的过程中的副产也具有很高的商业与工业价值。
2)本发明在制备高纯氢气的过程中无有害气体以及其他有害物质产生，环保，安全。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的高纯氢气制备装置的结构示意图；
图中，1是副产收集装置，2是制氢装置，3是出气管，4是膜分离器，5是增压设备，6是活塞，7是提纯处理设备，8是空气进气阀，9是膜分离器，10是氮气收集装置，11是阀门，12是储氢金属，13是抽气设备，14是膜分离器，15是收集装置，16是储存装置，17是气体流量计，18是换热器，19是锁紧装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施：
本发明提供了一种高纯氢气制备装置。该系统包括制氢装置、氢气提纯装置以及氢气收集装置。所述的制氢装置还包括一个副产收集装置。所述的氢气提纯装置包括三个个膜分离器、两个气体流量计、一个提纯处理装置、一个氮气收集装置、一个换热器一个增压装置以及一个减压装置；其中提纯处理装置包括提纯处理装置主体、储氢金属材料组成的箱体底层以及一个活塞。所述的氢气收集装置包括一个收集装置和一个储存装置。其中，制氢装置一端连接副产收集装置，另一端连接膜分离器1；膜分离器1、增压装置以及提纯处理装置依次连接；增压装置与抽气设备连接在提纯处理装置的一侧；膜分离器2以及氮气收集装置连接于提纯处理装置的另一侧；提纯处理装置、抽气设备、膜分离器3、收集装置以及储存装置依次连接；所述的储氢金属材料铺满提纯处理装置的箱体底部，且表面平整；所述的活塞与箱体内部契合。所述的换热器位于储氢金属下端；所述的气体流量计分别安装于增压设备与氢气提纯装置之间以及抽气装置与氢气提纯装置之间。所述的增压设备为增压泵。所述的抽气设备为抽气泵。
在工作之前，氢气提纯装置中的活塞位于氮气收集装置一端。首先通过膜分离器2制备氮气并且通入氢气提纯装置中，将活塞推至氢气提纯装置的另一侧。制氢装置制备氢气，并且将制备的氢气通过膜分离器进行初步提纯，后通过增压装置将其加入至氢气提纯装置中，推动活塞向氮气进气口端滑动，待活塞滑动至末端后，锁紧机构将活塞锁死。增压设备进行加压，同时对整个氢气提纯装置进行降温处理，储氢金属材料吸附氢气，同时位于增压设备与氢气提纯装置之间的气体流量计记录气体总流量。待流量值到达设定值时，关闭膜分离器1与增压设备之间的阀门，关闭制氢装置，关闭增压设备；打开膜分离器3与抽气设备之间的阀门，打开抽气设备，并且换热器对氢气提纯装置进行加温。氢气从储氢金属材料中逸出后通过磨分离器3进一步提纯后至收集装置，并且在存储在储存装置中。待安装于氢气提纯装置与抽气设备之间的气体流量计测得的总流量值到底指定值时，关闭膜分离器3与抽气设备之间的阀门、抽气设备以及换热器。将锁紧的活塞打开通入氮气将活塞推至另一端。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种高纯氢气制备装置，其特征在于，所述高纯氢气制备装置，包括：
制氢装置，其还包括一个副产收集装置；
氢气提纯装置，其包括三个个膜分离器、两个气体流量计、一个提纯处理装置、一个氮气收集装置、一个换热器、一个增压装置以及一个减压装置；其中提纯处理装置包括提纯处理装置主体、储氢金属材料组成的箱体底层、一个活塞以及一个活塞锁紧装置；
氢气收集装置，其包括一个收集装置和一个储存装置；
其中，制氢装置一端连接副产收集装置，另一端连接膜分离器1；膜分离器1、增压装置以及提纯处理装置依次连接；增压装置与抽气设备连接在提纯处理装置的一侧；膜分离器2以及氮气收集装置连接于提纯处理装置的另一侧；提纯处理装置、抽气设备、膜分离器3、收集装置以及储存装置依次连接；所述的储氢金属材料铺满提纯处理装置的箱体底部，且表面平整；所述的活塞与箱体内部契合；所述的换热器位于储氢金属下端；所述的气体流量计分别安装于增压设备与氢气提纯装置之间以及抽气装置与氢气提纯装置之间。
2.根据权利要求1所述的高纯氢气制备装置，其特征在于，所述的增压设备为增压泵。
3.根据权利要求1所述的高纯氢气制备装置，其特征在于，所述的抽气设备为抽气泵。
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