CN202609928U - 一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，包括进气管（1）、至少3个第一吸附塔（2）、第一逆放管（3）、出气管（4）、真空泵（8）、至少3个第二吸附塔（9）、第二逆放管（10）、膜组件（13）以及缓冲罐（14），进气管（1）、第一逆放管（3）分别通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔（2）连通，真空泵（8）通过设有气动切断阀的管道与第一逆放管（3）连通，第一吸附塔（2）通过设有气动调节阀（7）的管道与第二吸附塔（9）连通。本实用新型采用上述结构，既可制取高纯度氢气，又能获得较高的收率，同时降低能耗，节约资源。

Description

一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置

技术领域

本实用新型涉及氢气提纯领域，具体是一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置。

背景技术

膜分离技术与变压吸附技术（PSA）两种方式都能用于裂解气制取氢气。

采用了膜分离技术制取氢气，可以降低能耗，收率较高，一次性投资较少，但所制取的氢气纯度一般不会超过99.8%，其指标还不能达到高纯度。

变压吸附技术（PSA）可制取99.9%以上高纯度氢气，在两段式变压吸附制氢装置中运用，采取分段吸附脱除原料裂解气中杂质，每段变压吸附采用多次均压，提高收率，降低运行成本，但其氢气收率一般不会超过92%，并且一次性投资也比较大。因为变压吸附技术（PSA）的产品氢气收率与产品氢气纯度成反比，在高纯度产品氢气要求下，产品氢气收率不高，因此，在现有变压吸附技术（PSA）中制取高纯度氢气过程中造成了巨大的资源浪费。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，既可制取高纯度氢气，又能获得较高的收率，同时还能降低能耗，节约资源。

本实用新型为解决技术问题主要通过以下技术方案实现：一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，包括进气管、至少3个第一吸附塔、第一逆放管、出气管、真空泵、至少3个第二吸附塔、第二逆放管、膜组件以及缓冲罐，所述进气管、第一逆放管分别通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔连通，所述真空泵通过设有气动切断阀的管道与第一逆放管连通，所述第一吸附塔通过设有气动调节阀的管道与第二吸附塔连通，所述第二逆放管、出气管通过设有气动切断阀的管道与第二吸附塔连通，所述膜组件通过设有气动切断阀的管道分别与第二逆放管、缓冲罐连通，所述缓冲罐通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔连通，所述第一吸附塔通过设有气动切断阀的管道还分别连接有第一终充管、第一均压管，所述第二吸附塔设有气动切断阀的管道还分别连接有第二终充管、第二均压管。

所述出气管上也设有气动调节阀。

所述第一吸附塔有4个，所述第二吸附塔也有4个。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本实用新型采用膜分离和两段式变压吸附相结合的方式，原料气经两段变压吸附制取纯度99.9%以上的氢气，第二段变压吸附的逆放气经膜组件，回收其中的氢气,用于第一吸附塔的再生充压，这样在保证氢气纯度的同时，不仅提高了氢气收率，还降低了能耗，节约了资源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中所对应的附图标记为：1、进气管，2、第一吸附塔，3、第一逆放管，4、出气管，5、第一终充管，6、第一均压管，7、气动调节阀，8、真空泵，9、第二吸附塔，10、第二逆放管，11、第二终充管，12、第二均压管，13、膜组件，14、缓冲罐。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例包括进气管1、至少3个第一吸附塔2、第一逆放管3、出气管4、真空泵8、至少3个第二吸附塔9、第二逆放管10、膜组件13以及缓冲罐14，进气管1、第一逆放管3分别通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔2连通，真空泵8通过设有气动切断阀的管道与第一逆放管3连通。

本实施例的第一吸附塔2通过设有气动调节阀7的管道与第二吸附塔9连通，第二逆放管10、出气管4通过设有气动切断阀的管道与第二吸附塔9连通，

本实施例的膜组件13通过设有气动切断阀的管道分别与第二逆放管10、缓冲罐14连通，缓冲罐14通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔2连通。  

本实施例的第一吸附塔2通过设有气动切断阀的管道还分别连接有第一终充管5、第一均压管6，第二吸附塔9设有气动切断阀的管道还分别连接有第二终充管11、第二均压管12。

本实施例的出气管4上也设有气动调节阀7。

作为优选，本实施例的第一吸附塔2有4个，第二吸附塔9也有4个。

本实用新型的工作原理：首先，原料气从进气管1进入，然后进入第一吸附塔2，第一吸附塔2吸附其中的杂质后，进入第二吸附塔9，第二吸附塔9再次吸附杂质；第一吸附塔2在完成吸附过程后，进行再生，具体过程是，先打开第一均压管6与第一吸附塔2之间的气动切断阀进行均压降，然后打开第一逆放管3与第一吸附塔2之间的气动切断阀实现逆放和抽真空，中间气进入第二吸附塔9进行第二次吸附，脱除杂质后，经出气管4将产品气送出装置给用户。第二吸附塔9完成吸附过程后，进行再生，具体过程是，先打开第二均压管12与第二吸附塔9之间的气动切断阀进行均压降，然后打开第二逆放管10与第二吸附塔9之间的气动切断阀实现逆放和抽真空，在逆放过程中，打开膜组件13与第二逆放管10以及膜组件13与缓冲罐14之间的气动切断阀，在膜组件13的渗透侧回收逆放气中所含的氢气，并暂存于缓冲罐14中；第二吸附塔9逆放完成后，关闭膜组件13与第二逆放管10之间的气动切断阀，打开真空泵8与第一逆放管3之间的气动切断阀进行抽真空，完成抽真空后，将缓冲罐14中的渗透气回补到已抽成真空的第一吸附塔2中，完成渗透气的回收；最后第一吸附塔2再由第一均压管6实现均压升，由第一终充管5完成终充，从而完成整个再生过程。

如上所述，则能很好地实现本实用新型。

Claims (3)

1.一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，其特征在于：包括进气管（1）、至少3个第一吸附塔（2）、第一逆放管（3）、出气管（4）、真空泵（8）、至少3个第二吸附塔（9）、第二逆放管（10）、膜组件（13）以及缓冲罐（14），所述进气管（1）、第一逆放管（3）分别通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔（2）连通，所述真空泵（8）通过设有气动切断阀的管道与第一逆放管（3）连通，所述第一吸附塔（2）通过设有气动调节阀（7）的管道与第二吸附塔（9）连通，所述第二逆放管（10）、出气管（4）通过设有气动切断阀的管道与第二吸附塔（9）连通，所述膜组件（13）通过设有气动切断阀的管道分别与第二逆放管（10）、缓冲罐（14）连通，所述缓冲罐（14）通过设有气动切断阀的管道与第一吸附塔（2）连通，所述第一吸附塔（2）通过设有气动切断阀的管道还分别连接有第一终充管（5）、第一均压管（6），所述第二吸附塔（9）设有气动切断阀的管道还分别连接有第二终充管（11）、第二均压管（12）。

2.根据权利要求1所述的一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，其特征在于：所述出气管（4）上也设有气动调节阀（7）。

3.根据权利要求1所述的一种高纯度、高回收率的氢气提纯装置，其特征在于：所述第一吸附塔（2）有4个，所述第二吸附塔（9）也有4个。

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