CN109437104A - 一种快速制取高纯氢的装置 - Google Patents

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陈辉
林定标
陈芳
王培正
王仁保
金志�
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1223—Methanol

Abstract

本发明属于制氢装置的技术领域，特别涉及一种快速制取高纯氢的装置，所述装置包括原料气进口管、产品气出口管和若干并联的变压吸附器，所述原料气进口管与变压吸附器底端的进气口相连，产品气出口管与变压吸附器顶端的出气口相连，所述产品气出口管上连接有顺放气管，顺放气管与顺放气缓冲罐相连，所述装置还包括置换气管，置换气管一端连接氢气气源，另一端连接顺放气缓冲罐，置换气管上设置有置换气减压阀。本发明提供的快速制取高纯氢的装置，使得制氢装置的开机预备时间缩短五小时以上，进而降低原料甲醇和电能的消耗，降低高纯氢气的生产成本。

Description

一种快速制取高纯氢的装置
技术领域
本发明属于制氢装置的技术领域，特别涉及一种快速制取高纯氢的装置。
背景技术
现有技术中的制氢装置采用甲醇制氢，工艺过程为甲醇与脱盐水50％比例混合，之后经过汽化过热、转化、净化，再经变压吸附器提纯等工序，制取得到纯度较高的氢气。
这种制氢装置的不足之处在于，制取氢气时，设备从启动开始至达到合格的高纯氢产品需八小时左右，耗时较长的原因主要是变压吸附器内的氮气长时间循环置换时间过长。而由于设备启动时间过长，原料甲醇及电的消耗量就会增加，使得开机成本提高，进而增加氢气制备的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速制取高纯氢的装置，使得制氢装置的开机预备时间缩短五小时以上，进而降低原料甲醇和电能的消耗，降低高纯氢气的生产成本。
本发明的目的是这样实现的：一种快速制取高纯氢的装置，所述装置包括原料气进口管、产品气出口管和若干并联的变压吸附器，所述原料气进口管与变压吸附器底端的进气口相连，产品气出口管与变压吸附器顶端的出气口相连，所述产品气出口管上连接有顺放气管，顺放气管与顺放气缓冲罐相连，所述装置还包括置换气管，置换气管一端连接氢气气源，另一端连接顺放气缓冲罐，置换气管上设置有置换气减压阀。
上述置换气减压阀与顺放气缓冲罐之间的置换气管上设置有置换气控制阀。
上述顺放气管的末端设置有顺放气控制阀，顺放气控制阀用于控制置换气由顺放气缓冲罐进入每一个变压吸附器中。
上述氢气气源可以选自管道氢气、氢气罐、氢气长管拖车或者氢气集装格组，优选为氢气集装格组。
上述装置还包括放空管，所述放空管与原料气进口管相连。
上述放空管的末端设置有放空管分析点，用于分析变压吸附器底部氮气含量。
上述原料气进口管、产品气出口管、顺放气管、放空管上均设置有气动阀门。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果:
本发明在变压吸附器的顺放气缓冲罐出口管道处增设置换气管连接氢气气源，并在管道末端处设置减压阀，开机启动前采用氢气气源如氢气集装格组减压的氢气对变压吸附器中的气体进行置换，氢气从顺放气缓冲罐进入，再从顺放气控制阀进入每一个变压吸附器，置换后的气体从变压吸附器底部排出，如此置换多次，同时分析吸附筒底部氮气含量，置换完成后即可进行高纯氢气的制取。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记:1、原料气进口管；2、产品气出口管；3、变压吸附器；4、顺放气管；5、顺放气缓冲罐；6、置换气管；7、氢气气源；8、置换气减压阀；9、置换气控制阀；10、顺放气控制阀；11、放空管；12、放空管分析点。
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：
一种快速制取高纯氢的装置，所述装置包括原料气进口管1、产品气出口管2和若干并联的变压吸附器3，所述原料气进口管1与变压吸附器3底端的进气口相连，产品气出口管2与变压吸附器3顶端的出气口相连，所述产品气出口2管上连接有顺放气管4，顺放气管4与顺放气缓冲罐5相连，所述装置还包括置换气管6，置换气管6一端连接氢气气源7，另一端连接顺放气缓冲罐5，置换气管6上设置有置换气减压阀8。
上述制氢装置的工作过程为：甲醇与脱盐水50％比例混合，之后经过汽化过热、转化、净化后产生原料气，原料气由原料气进口管7进入变压吸附器3，吸附提纯后的产品气由产品气出口管2排出。为了实现高纯氢的快速制取，氢气气源7中的高压氢气经过置换气减压阀8减压后由置换气管6进入顺放气缓冲罐5，之后通过顺放气管4进入变压吸附器3，和变压吸附器3中的氮气进行置换，置换后的气体由变压吸附器3底部排出。
上述置换气减压阀8与顺放气缓冲罐5之间的置换气管6上设置有置换气控制阀9，置换气控制阀9用于控制置换气进入顺放气缓冲罐5。
上述顺放气管4的末端设置有顺放气控制阀10，顺放气控制阀10用于控制置换气由顺放气缓冲罐5进入每一个变压吸附器3中。
上述氢气气源7可以选自管道氢气、氢气罐、氢气长管拖车或者氢气集装格组，优选为氢气集装格组。
上述装置还包括放空管11，所述放空管11与原料气进口管1相连。
上述放空管11的末端设置有放空管分析点12，用于分析变压吸附器3底部氮气含量。
上述氢气与氮气的置换可以反复进行多次，以使氮气得到充分置换，通过放空管分析点12的分析结果，可以确定氮气是否已经置换完毕。
上述置换次数优选为三次。
上述原料气进口管1、产品气出口管2、顺放气管4、放空管11上均设置有气动阀门。
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 (7)

1.一种快速制取高纯氢的装置，所述装置包括原料气进口管(1)、产品气出口管(2)和若干并联的变压吸附器(3)，所述原料气进口管(1)与变压吸附器(3)底端的进气口相连，产品气出口管(2)与变压吸附器(3)顶端的出气口相连，其特征在于，所述产品气出口管(2)上连接有顺放气管(4)，顺放气管(4)与顺放气缓冲罐(5)相连，所述装置还包括置换气管(6)，置换气管(6)一端连接氢气气源(7)，另一端连接顺放气缓冲罐(5)，置换气管(6)上设置有置换气减压阀(8)。
2.根据权利要求1所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述置换气减压阀(8)与顺放气缓冲罐(5)之间的置换气管(6)上设置有置换气控制阀(9)。
3.根据权利要求1所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述顺放气管(4)的末端设置有顺放气控制阀(10)。
4.根据权利要求1所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述氢气气源(7)为氢气集装格组。
5.根据权利要求1所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述装置还包括放空管(11)，所述放空管(11)与原料气进口管(1)相连。
6.根据权利要求5所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述放空管(11)的末端设置有放空管分析点(12)。
7.根据权利要求5所述的一种快速制取高纯氢的装置，其特征在于，所述原料气进口管(1)、产品气出口管(2)、顺放气管(4)、放空管(11)上均设置有气动阀门。
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