CN201567228U - 氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备，依气体流向，该尾气回收设备由一条气体主流路和一条气体回流支路组成，所述的气体主流路从上游到下游依次为尾气储罐、鼓风增压装置、氢氮自动配比装置，所述尾气储罐的进气口与制氢尾气出口通过第一调节阀相连接，制得的混合气体从所述的氢氮自动配比装置的出口释放；所述的气体回流支路包括一冷却装置，该冷却装置进气口与所述鼓风增压装置的一出气口相连通，冷却装置的出气口与所述尾气储罐的进气口通过第二调节阀相连接。该尾气回收设备对制氢的尾气进行回收利用，大大降低了生产能耗，可以被较广地再利用，本设备体系设置安全合理，无污染且规模小、价格低廉。

Description

氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备

技术领域

本实用新型涉及一种尾气回收设备，特别涉及氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备。

背景技术

氢气是工业生产中必要的气源，如冶金与热处理行业、石化行业、化学与医药行业等都需要使用到氢气。

目前工业上的制氢方法有很多种，如煤化石原料转化法、烃类蒸汽转化法、电解水法、氨分解变压吸附法等，其中煤化石原料转化法一般主要用于大规模的制氢；烃类蒸汽转化法对原材料的纯度要求很高，其中最常用的是采用甲醇裂解来制备氢气，对甲醇的纯度要求非常高，而纯度较高的甲醇的价格也比较高；电解水法制氢，前期的设备投资费用很高，且对原料水也有较高的要求。

其中，氨分解变压吸附法制氢是一种新型的成本较低且更为节约能源的制氢方法，随着精细化工的发展，对小规模的、成本更低的制氢装置的需求越来越多，并且在当前国家大力提倡采用新型能源和节能技术的背景下，氨分解变压吸附制氢装置使用变得越来越普及。

通过氨分解变压吸附法提取制备氢气后，所剩余的尾气主要为氮气和氢气的混合气体。

发明内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备，依气体流向，该尾气回收设备由一条气体主流路和一条气体回流支路组成，所述的气体主流路从上游到下游依次为尾气储罐、鼓风增压装置、氢氮自动配比装置，所述尾气储罐的进气口与制氢尾气出口通过第一调节阀相连接，制得的混合气体从所述的氢氮自动配比装置的出口释放；所述的气体回流支路包括一冷却装置，该冷却装置进气口与所述鼓风增压装置的一出气口相连通，冷却装置的出气口与所述尾气储罐的进气口通过第二调节阀相连接。

采用上述技术方案的尾气回收设备，通过第一调节阀自动收集尾气至尾气储罐，再通过鼓风增压装置进行增压，部分气体走主流路直接进入氢氮自动配比装置(氢氮自动配比装置可以根据实际需要来调节进入装置的氢氮混合比)，另外一部分气体进入回流支路，进入冷却装置中进行降温处理，并通过第二调节阀回流至尾气储罐的进气口。其中，回流冷却处理保证了进入氢氮自动配比装置中的氢气和氮气的纯度，并且回流支路能够维持压力的平衡，保证鼓风增压装置的正常稳定工作。

优选的，所述的鼓风增压装置与氢氮自动配比装置之间设有第三调节阀。第三调节阀的作用在于，当鼓风增压装置的压力过大时，采取自动放空的方式，保证整个设备的安全稳定。

优选的，所述的第一调节阀的调节压力为5～40kpa，所述的第二调节阀的调节压力位10～50kpa，第三调节阀的调节压力15～80kpa，所述的冷却装置的温度控制在25～40℃。

总之，本实用新型尾气回收设备一方面能够对氨分解变压吸附制氢的尾气进行回收再利用，大大降低了生产能耗；另一方面，可以通过控制使得生成任意混合比的氢氮混合气体，可以被较广泛的再利用，如可以用作钢铁、冶金等行业生产所需的氢氮保护气；再者，本设备体系设置安全合理，无污染且规模小、价格低廉。

附图说明

附图1为本实用新型氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备的构造示意图。

1、氨分解变压吸附制氢装置；2、尾气储罐；3、鼓风增压装置；4、氢氮自动配比装置；5、冷却装置；12、第一调节阀(或者第一调节阀组)；51、第二调节阀(或者第二调节阀组)；34、第三调节阀(或者第三调节阀组)；

20、尾气储罐进气口；40、氢氮自动配比装置出口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型尾气回收设备进行具体说明。

实施例1

附图1为本实用新型氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备的构造示意图。如图1所示，依气体流向，该尾气回收设备由一条气体主流路和一条气体回流支路组成。

气体主流路从上游到下游依次为尾气储罐2、鼓风增压装置3、氢氮自动配比装置4，尾气储罐的进气口20与氨分解变压吸附制氢装置1的尾气出口通过第一调节阀12相连接，制得的混合气体从氢氮自动配比装置的出口40释放。

另外，氢氮自动配比装置4上设有纯氢气与纯氮气的入口，因此可以对混合气体的氢氮比进行任意的调节。

气体回流支路包括一冷却装置5，该冷却装置进气口与鼓风增压装置3的一出气口相连通，冷却装置5的出气口与所述尾气储罐的进气口20通过第二调节阀51相连接。

冷却装置5可以采用本领域技术人员熟知的冷却装置，例如最常用的有采用冷却水循环方式的冷却装置。

采用该尾气回收设备氢氮混合气体：

从气量为200Nm³/h氨分解变压吸附装置中收集尾气，首先经过第一调节阀或阀组12(压力20kPa)，对尾气进行收集，进入2m³尾气储罐，通过鼓风增压装置3中的罗茨鼓风机进行增压(压力达45kpa)后，部分气体直接进入氢氮自动配比装置4，部分气体进入3m²冷却装置5。

冷却装置5对进入的部分气体进行降温(至30℃)，再通过第二调节阀或阀组51(压力20kpa)回流保持罗茨鼓风机平稳正常工作。

第三调节阀或阀组34(压力60kpa)，其作用在于，当鼓风增压装置的压力过大时，采取自动放空的方式，保证整个设备的安全稳定。

根据需要，氢氮自动配比装置4将进入的氮气和氢气的体积比例进行调节，例如可以配比成氢气氮气混合比为4∶1的混合气体，从氢氮自动配比装置4中出来的高纯氢氮混合气体可以通过管道输出供用户使用。对从氢氮自动配比装置4中释放的气体进行取样分析得到：高纯氢氮混合气氢氮比为4∶1，氢氮混合气H₂％+N₂％高于99.999％。(收集的尾气本身露点可达到-70℃，经过尾气回收设备后，气体的露点非常理想，至少可达-60℃以下。)

本实用新型的尾气回收设备并不局限于上述的实施例，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种氨分解变压吸附制氢的尾气回收设备，其特征在于：依气体流向，该尾气回收设备由一条气体主流路和一条气体回流支路组成，所述的气体主流路从上游到下游依次为尾气储罐(2)、鼓风增压装置(3)、氢氮自动配比装置(4)，所述尾气储罐的进气口(20)与制氢尾气出口通过第一调节阀(12)相连接，制得的混合气体从所述的氢氮自动配比装置的出口(40)释放；所述的气体回流支路包括一冷却装置(5)，该冷却装置的进气口与所述鼓风增压装置的一出气口相连通，冷却装置的出气口与所述尾气储罐的进气口(20)通过第二调节阀(51)相连接。

2.如权利要求1所述的尾气回收设备，其特征在于：所述的鼓风增压装置与氢氮自动配比装置之间设有第三调节阀(34)。

3.如权利要求2所述的尾气回收设备，其特征在于：所述的第一调节阀的调节压力为5～40kpa，所述的第二调节阀的调节压力位10～50kpa，第三调节阀的调节压力15～80kpa，所述的冷却装置的温度控制在25～40℃。

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