CN109437106A - 一种氢气提纯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气体纯化的技术领域，特别涉及一种氢气提纯装置，所述装置包括换热器和气液分离器，所述换热器内穿设有原料氢气输入管，产品氢气输出管和低温氮输送管，所述原料氢气输入管穿过换热器后与气液分离器的进气口连通，气液分离器的顶端出气口与产品氢气输出管连通，气液分离器底端的出液口与四氢呋喃收集装置相连，产品氢气输出管穿过换热器后接入氢气收集装置。本发明提供的氢气提纯装置，通过低温氮换热液化四氢呋喃提纯氢气，使氢气的纯度达到99.999％。
Description
技术领域
本发明属于气体纯化的技术领域，特别涉及一种氢气提纯装置。
背景技术
中国实用新型专利CN202785635U公开了一种废气制氢技术，通过对化工企业废气(氢气中含有二氧化碳含量、四氢呋喃等杂质)回收，利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对吸附质的吸附容量随温度和压力变化而有差异的特性，在高压和高温下吸附原料中的杂质组分、低压低温下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生，经过吸附装置进行净化及提取纯氢气。
由于废气中四氢呋喃含量较高，吸附法无法完全去除四氢呋喃，制取后氢气中的四氢呋喃杂质也较多，无法满足客户高纯氢的需求。
发明内容
本发明的目的是提供了一种氢气提纯装置，通过低温氮换热液化四氢呋喃提纯氢气，使氢气的纯度达到99.999％。
本发明的目的是这样实现的：一种氢气提纯装置，所述装置包括换热器和气液分离器，所述换热器内穿设有原料氢气输入管，产品氢气输出管和低温氮输送管，所述原料氢气输入管穿过换热器后与气液分离器的进气口连通，气液分离器的顶端出气口与产品氢气输出管连通，气液分离器底端的出液口与四氢呋喃收集装置相连，产品氢气输出管穿过换热器后接入氢气收集装置。
上述换热器为板式换热器。
优选的，上述低温氮输送管中为低温氮气，所述低温氮气来自液氮储罐排空。
上述装置还包括阻力计，所述阻力计的两端分别连接在换热器之前的原料氢气输入管、换热器之后的产品氢气输出管，阻力计用于监测换热器的使用状态。
上述氢气收集装置包括氢气复热装置、压缩机和充装系统。
上述原料氢气输入管，产品氢气输出管和低温氮输送管上均设置有温度指示计和压力指示计，原料氢气输入管和低温氮输送管的指示计安装在换热器之前，产品氢气输出管的指示计安装在换热器之后。
上述气液分离器上设置有液位变送器。
上述低温氮输送管和产品氢气输出管连接有放空管道，低温氮输送管的放空管道设置在温度指示计和压力指示计之前，产品氢气输出管的放空管道设置在温度指示计和压力指示计之后。
上述换热器之后的低温氮输送管设置有单向阀，单向阀与换热器之间设置有温度指示计。
上述各管道的规格为DN50。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果:
1、本发明在原料氢气进压缩机前的管道上增设换热器，利用低温氮与原料氢气进行换热，使原料氢气中的四氢呋喃液化，并在气液分离器中积累到一定量后排出，纯化后的产品氢气纯度可达99.999％，满足客户的需求。
2、本发明的低温氮气可以使用液氮储罐中排空的氮气，节约成本。
3、本发明可以根据阻力计来判断工作时换热器的堵塞情况，如换热器堵塞，可利用空分系统出来的氮气对换热器进行反方向加温吹除，以使换热器达到可以正常使用的状态。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记:1、换热器；2、气液分离器；3、原料氢气输入管；4、产品氢气输出管；5、低温氮输送管；6、阻力计；7、温度指示计；8、压力指示计；9、液位变送器；10、放空管道；11、单向阀。
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：
一种氢气提纯装置，所述装置包括换热器1和气液分离器2，所述换热器1内穿设有原料氢气输入管3，产品氢气输出管4和低温氮输送管5，所述原料氢气输入管3穿过换热器1后与气液分离器2的进气口连通，气液分离器2的顶端出气口与产品氢气输出管4连通，气液分离器2底端的出液口与四氢呋喃收集装置相连，产品氢气输出管4穿过换热器1后接入氢气收集装置。
本发明的纯化原理是：工作时，含有杂质四氢呋喃的原料氢气经原料氢气输入管3进入换热器1，和换热器1中的低温氮进行热量交换，之后进入气液分离器2，由于四氢呋喃和氢气的液化温度差异较大，四氢呋喃被液化分离，积累到一定量后由气液分离器2的底端放空排出，纯化后的氢气由气液分离器2的顶端通过换热器1后接入到氢气收集装置。
优选的，上述换热器1为板式换热器。
优选的，上述低温氮输送管5中为低温氮气，所述低温氮气来自液氮储罐排空。
上述装置还包括阻力计6，所述阻力计6的两端分别连接在换热器1之前的原料氢气输入管3、换热器1之后的产品氢气输出管4，阻力计6用于监测换热器的使用状态，如换热器1堵塞，可利用空分系统出来的氮气对换热器1进行反方向加温吹除，以使换热器1达到可以正常使用的状态。
上述氢气收集装置包括氢气复热装置、压缩机和充装系统。
上述原料氢气输入管3，产品氢气输出管4和低温氮输送管5上均设置有温度指示计7和压力指示计8，原料氢气输入管3和低温氮输送管5的指示计安装在换热器1之前，产品氢气输出管4的指示计安装在换热器1之后，温度指示计7和压力指示计8用于监控相应管道内气体的温度和压力状况。
上述气液分离器2上设置有液位变送器9，液位变送器9用于监控气液分离器2中四氢呋喃的量，当达到设定量时进行排空回收。
上述低温氮输送管5和产品氢气输出管4连接有放空管道10，低温氮输送管5的放空管道10设置在温度指示计7和压力指示计8之前，产品氢气输出管4的放空管道10设置在温度指示计7和压力指示计8之后，有需要时通过放空管道对管道内的气体放空。
上述换热器1之后的低温氮输送管5设置有单向阀11，单向阀11与换热器1之间设置有温度指示计7，单向阀11用于控制换热后的低温氮气向外排空。
上述各管道的规格为DN50。
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 (9)
1.一种氢气提纯装置，其特征在于，所述装置包括换热器(1)和气液分离器(2)，所述换热器(1)内穿设有原料氢气输入管(3)，产品氢气输出管(4)和低温氮输送管(5)，所述原料氢气输入管(3)穿过换热器(1)后与气液分离器(2)的进气口连通，气液分离器(2)的顶端出气口与产品氢气输出管(4)连通，气液分离器(2)底端的出液口与四氢呋喃收集装置相连，产品氢气输出管(4)穿过换热器(1)后接入氢气收集装置。
2.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述换热器(1)为板式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述低温氮输送管(5)中为低温氮气，所述低温氮气来自液氮储罐排空。
4.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述装置还包括阻力计(6)，所述阻力计(6)的两端分别连接在换热器(1)之前的原料氢气输入管(3)、换热器(1)之后的产品氢气输出管(4)。
5.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述氢气收集装置包括氢气复热装置、压缩机和充装系统。
6.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述原料氢气输入管(3)，产品氢气输出管(4)和低温氮输送管(5)上均设置有温度指示计(7)和压力指示计(8)。
7.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述气液分离器(2)上设置有液位变送器(9)。
8.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述低温氮输送管(5)和产品氢气输出管(4)连接有放空管道(10)。
9.根据权利要求1所述的一种氢气提纯装置，其特征在于，所述换热器(1)之后的低温氮输送管(5)设置有单向阀(11)。
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