CN205252835U - 可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，包括吸附塔、吸附剂和吸附剂再生单元；所述吸附剂填充在所述吸附塔内，所述吸附剂再生单元包括加热器、吸附剂清洗罐和再生气装置；所述吸附塔的顶部和底部分别连接有导气管，所述加热器通过导气管与所述吸附塔的顶部相连；所述吸附塔的顶部和底部还设置有氢气提纯管路；所述吸附剂清洗罐设置在所述吸附塔上方的管路中；所述氮气源通过导气管与所述加热器相连接。本实用新型能够使氢气提纯变压吸附装置摆脱在长期工作中频繁的吸附再生而造成的吸附剂性能下降，从而实现氢气提纯变压吸附装置的使用寿命得到延长。

Description

可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置

技术领域

本实用新型涉及气体提纯设备的技术领域，特别是氢气提纯变压吸附装置的技术领域。

背景技术

近年来国内基础工业快速发展，氢气在各行业内的应用也迅速增长；氢气不仅是一种“洁净”的能源，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。随着国家工业化进程的加快和城市化的推进，钢铁、有色金属、石油化工等基础工业将会稳步发展，为氢气行业的增长奠定坚实基础；电子、新能源等行业也将为氢气的利用展开新的篇章，未来氢气市场前景广阔。氢气的主要来源有电解水制氢；利用煤、天然气、重油为原料和水蒸汽反应造气，以及利用烃类转化或焦炉气制氢等；另外，一些工业生产中产生的含氢尾气，如合成氨弛放气、甲醇尾气、脱甲烷塔尾气以及各种裂解工艺的尾气中都含有一定量的氢气，对这些工业尾气进行分离提纯可以获得高纯氢气。然而，对于含氢气体的分离提纯，工业上可以采用的分离方法有吸收法、深冷法、变压吸附法、膜分离法以及金属氢化物分离法等，这其中又以采用变压吸附法提纯氢气最为广泛。

变压吸附(PSA)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程，是在本世纪六十年代迅速发展起来的。一方面是由于随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，以及各国对环境污染的治理要求也越来越高，使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化工工业中日益受到重视；另一方面，六十年代以来，吸附剂也有了重大发展，如性能优良的分子筛吸附剂的研制成功，活性炭、活性氧化铝和硅胶吸附剂性能的不断改进，以及ZSM特种吸附剂和活性炭纤维的发明，都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。

变压吸附原理是利用相同压力下不同气体组份在吸附剂上的吸附能力不同和不同压力下同一气体组份在吸附剂上的吸附容量有差异的特性，来实现对混合气中某一组份的分离提纯。变换气中氢是吸附能力最弱的组份，吸附压力下变换气中的其它强吸附组份被吸附在固体相吸附剂中，在吸附塔出口端获得弱吸附组份产品氢气。通过降压、逆放和冲洗方式使强吸附组份从吸附剂上脱附出来，吸附剂得到再生，用于下一个吸附分离过程。

变压吸附装置中，随着吸附剂的多次吸附，装置性能会逐渐下降，从而影响变压吸附装置的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的就是解决现有变压吸附装置使用寿命受吸附剂性能影响的问题，提出一种可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，能够使氢气提纯变压吸附装置摆脱在长期工作中频繁的吸附再生而造成的吸附剂性能下降，从而实现氢气提纯变压吸附装置的使用寿命得到延长。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，包括吸附塔、吸附剂和吸附剂再生单元；所述吸附剂填充在所述吸附塔内，所述吸附剂再生单元包括加热器、吸附剂清洗罐和再生氮气装置；所述吸附塔的顶部和底部分别连接有导气管，所述加热器通过导气管与所述吸附塔的顶部相连；所述吸附塔的顶部和底部还设置有氢气提纯管路；所述吸附剂清洗罐设置在所述吸附塔上方的管路中；所述再生氮气源通过导气管与所述加热器相连接。

作为优选，所述吸附塔的个数为一个或并联的多个。

作为优选，所述加热器内设置有电热丝。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过将吸附塔的上端和下端设置与氢气提纯管路并联的吸附剂再生单元，可以在线对吸附剂进行再生处理，从而提升吸附剂的性能，延长吸附器的使用寿命。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置的分布示意图。

图中：1-吸附塔、2-吸附剂、3-加热器、4-氮气源、5-吸附剂清洗罐、6-氢气提纯管路。

【具体实施方式】

参阅图1，本实用新型可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，包括吸附塔1、吸附剂2和吸附剂再生单元；所述吸附剂2填充在所述吸附塔1内，所述吸附剂再生单元包括加热器3、吸附剂清洗罐5和氮气源4；所述吸附塔1的顶部和底部分别连接有导气管，所述加热器3通过导气管与所述吸附塔1的顶部相连；所述吸附塔1的顶部和底部还设置有氢气提纯管路6；所述吸附剂清洗罐5设置在所述吸附塔1上方的管路中；所述氮气源4通过导气管与所述加热器3相连接。

所述吸附塔1的个数为一个或并联的多个。

所述加热器3内设置有电热丝。

本实用新型工作过程：本实用新型可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，其工作过程包括氢气提纯过程和吸附剂再生过程。

氢气提纯过程：

混合气经吸附塔1下部的氢气提纯管路6进入吸附塔1内，经吸附塔1内的吸附剂2吸附提纯作用，分离出的氢气从吸附塔1上部的氢气提纯管路6排出。

吸附剂再生过程：

1）根据氮气源4处的氮气量确定每次再生的吸附塔1的数量；

2）将露点小于-40℃、压力为0.2～1.0MPa的干燥氮气经氮气源4通过带有电热丝的加热器加热至200～250℃，从吸附塔1的顶部通入、底部排出，直到排出温度达到120℃，持续2小时后停止加热；

3）将露点小于-40℃的常温干燥氮气经氮气源4从吸附塔1顶部通入、底部排出，直到出口温度降至42℃以下，结束通气；

4）吸附剂2在吸附剂清洗罐5内进行清洗。

本实用新型，通过将吸附塔的上端和下端设置与氢气提纯管路并联的吸附剂再生单元，可以在线对吸附剂进行再生处理，从而提升吸附剂的性能，延长吸附器的使用寿命。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，其特征在于：包括吸附塔（1）、吸附剂（2）和吸附剂再生单元；所述吸附剂（2）填充在所述吸附塔（1）内，所述吸附剂再生单元包括加热器（3）、吸附剂清洗罐（5）和氮气源（4）；所述吸附塔（1）的顶部和底部分别连接有导气管，所述加热器（3）通过导气管与所述吸附塔（1）的顶部相连；所述吸附塔（1）的顶部和底部还设置有氢气提纯管路（6）；所述吸附剂清洗罐（5）设置在所述吸附塔（1）上方的管路中；所述氮气源（4）通过导气管与所述加热器（3）相连接。

2.如权利要求1所述的可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，其特征在于：所述吸附塔（1）的个数为一个或并联的多个。

3.如权利要求1所述的可延长使用寿命的氢气提纯变压吸附装置，其特征在于：所述加热器（3）内设置有电热丝。