CN210795760U - 一种氢气纯化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气纯化装置，包括提纯罐组，所述提纯罐组包括若干个沿Y轴竖向并联设置的提纯罐，每一提纯罐的下端连接有下连接体，每一提纯罐上端连接有上连接体，所述提纯罐组中的各提纯罐的一端通过一条与Y轴平行设置的下连接通道连通，所述下连接通道分别连通有第一通道和第二通道，所述第一通道与下连接通道之间设有第一控制阀，所述第二通道与下连接通道之间设有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀并排设置且位于同一轴线上。本实用新型结构简单，布局紧凑合理，在不影响提纯效率的同时极大的降低了纯化器的高度，缩小了纯化器的尺寸。

Description

一种氢气纯化装置

技术领域

本实用新型涉及氢气提纯装置技术领域，特别涉及一种氢气纯化装置。

背景技术

甲醇重整反应器是一种可以将甲醇转化为富氢气体的装置，其中氢气含量很高，为了给燃料电池提供燃料，通常需要对富氢气体进行纯化。目前常用的氢气纯化技术有钯膜纯化和变压吸附纯化，钯膜纯化运行温度较高、价格昂贵，在使用上常因破损而导致氢气纯度不足，甚至因为一氧化碳穿透混在氢气内使得燃料电池寿命大幅减损。

变压吸附法(简称PSA)是一种新的气体分离技术，以吸附剂分子筛为例，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。

然而，目前市场上常见的该类型的纯化装置依然存在结构和装置循环上的复杂性，且纯化装置都偏重于大型化，导致了纯化装置占用空间大，不便于集成。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，提供一种氢气纯化装置，结构简单，布局紧凑合理，缩小了纯化装置的尺寸，而且提纯效率高,实现纯化装置的小型化和轻量化。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案。

一种氢气纯化装置，包括提纯罐组，所述提纯罐组包括若干个沿Y轴竖向并联设置的提纯罐，每一提纯罐的下端连接有下连接体，每一提纯罐上端连接有上连接体，所述提纯罐组中的各提纯罐的一端通过一条与Y轴平行设置的下连接通道连通，所述下连接通道分别连通有第一通道和第二通道，所述第一通道与下连接通道之间设有第一控制阀，所述第二通道与下连接通道之间设有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀并排设置且位于同一轴线上。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的纯化装置，通过将若干个提纯管沿X轴竖向并联设置，使得多个提纯罐能够同时进气，相对于单罐进气式相比，提高了提纯效率，成倍的降低了纯化装置的高度，实现纯化装置的小型化和轻量化，而且第一通道、第二通道共用下连接通道，通道数量减少，能够简化加工工艺，使得加工方便，加工工时更少,还减少了控制阀的使用数量，第一控制阀和第二控制阀并排设置，使得结构紧凑，缩小了纯化装置的尺寸。

作为本实用新型的一种改进，所述提纯罐组的数量为若干个，若干个所述提纯罐组沿X轴横向并联设置，所述下连接通道数量也相应的为若干个，每一所述提纯罐组中的各提纯罐的一端通过相应的下连接通道连通。通过上述改进，使得多个并联设置的提纯罐组能够同时进气，大大提高了提纯效率。

作为本实用新型的一种改进，若干个所述下连接通道连通于同一第一通道和同一第二通道。通过上述改进，使得结构更加紧凑。

作为本实用新型的一种改进，每一所述下连接通道与第一通道之间均设有所述第一控制阀，每一所述下连接通道与第二通道之间均设有所述第二控制阀。通过上述改进，能够分别控制每一提纯罐组的工作。

作为本实用新型的一种改进，所述下连接通道、第一通道、第二通道设置于下连接体上，所述下连接体上还设有所述第一控制阀安装孔、第二控制阀安装孔和各个提纯罐的下安装孔。

作为本实用新型的一种改进，所述提纯罐组中的每一提纯罐包括至少一个吸附剂层、一个与下连接通道连通的第一通孔。

作为本实用新型的一种改进，每一提纯罐还包括位于吸附剂层上方的上隔离层和位于吸附剂层下方的下隔离层。

作为本实用新型的一种改进，所述上隔离层包括呈中空设置的上盖和安装于上盖内的上多孔网板，所述下隔离层包括呈中空设置的下盖和安装于下盖内的下多孔网板。

作为本实用新型的一种改进，所述上盖与上连接体之间设有弹簧。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图。

图2是图1中A处放大示意图。

图3是图1中B处放大示意图。

图4是本实用新型的下连接体剖视图。

图5是本实用新型的上连接体剖视图。

图中，1、提纯罐；1.1、吸附剂层；1.2、上盖；1.3、上多孔网板；1.4、弹簧；1.5、下盖；1.6、下多孔网板；2、下连接体；2.1、第一通道；2.2、第二通道；2.3、下连接通道；2.4、第一控制阀安装孔；2.5、第二控制阀安装孔；2.6、下安装孔；3、上连接体；3.1、第三通道；3.2、第四通道；3.3、第一上连接通道；3.4、第二上连接通道；3.5、第三控制阀安装孔；3.6、上安装孔。

具体实施方式

结合附图对本实用新型进一步阐释。

参见图1至图5所示的一种氢气纯化装置，包括提纯罐组，所述提纯罐组包括若干个沿Y轴竖向并联设置的提纯罐1，每一提纯罐1的下端连接有下连接体2，每一提纯罐1上端连接有上连接体3，就本实施例而言，所述提纯罐组内的每一提纯罐1的下端连接于同一下连接体2，所述提纯罐组内的每一提纯罐1的上端连接于同一上连接体3，所述提纯罐组中的各提纯罐1的一端通过一条与Y轴平行设置的下连接通道2.3连通，所述下连接通道2.3分别连通有第一通道2.1和第二通道2.2，就本实施例而言，第一通道2.1和第二通道2.2均与X轴平行设置，所述第一通道2.1与下连接通道2.3之间设有第一控制阀，第一通道2.1通过第一控制阀与下连接通道2.3连通，第一控制阀用于控制第一通道2.1与下连接通道2.3之间的通断，所述第二通道2.2与下连接通道2.3之间设有第二控制阀，第二通道2.2通过第二控制阀与下连接通道2.3连通，第二控制阀用于控制第二通道2.2与下连接通道2.3之间的通断，所述第一控制阀和第二控制阀并排设置且位于同一轴线上。

所述下连接通道2.3、第一通道2.1、第二通道2.2设置于下连接体2上，所述下连接体2上还设有所述第一控制阀安装孔2.4、第二控制阀安装孔2.5和各个提纯罐1的下安装孔2.6，所述第一控制阀通过第一控制阀安装孔2.4安装于下连接体2上，所述第二控制阀通过第二控制阀安装孔2.5安装于下连接体2上。

所述上连接体3上还设有与Y轴平行设置的第一上连接通道3.3和第二上连接通道3.4，第一上连接通道3.3和第二上连接通道3.4分别与所述提纯罐组中的各提纯罐1的另一端连通，所述上连接体3上还设有与第一上连接通道3.3连通的第三通道3.1和与第二上连接通道3.4连通的第四通道3.2，第三通道3.1与第一上连接通道3.3之间设有第三控制阀，所述上连接体3上设有第三控制阀安装孔3.5，所述第三控制阀通过第三控制阀安装孔3.5安装于上连接体3上。

就本实施例而言，第一通道2.1为进气通道，第二通道2.2为废气排出通道，第三通道3.1为清洗通道，第四通道3.2为纯气体排出通道，相应的，第一控制阀为进气阀，第二控制阀为废气排出阀，第三控制阀为清洗阀，此外，作为本领域技术人员而言，第一通道2.1、第二通道2.2、第三通道3.1和第四通道3.2与进气通道、废气排出通道、纯气体排出通道、清洗通道之间的对应关系可以任意调整，不限于本实施例中所对应的关系，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀与进气阀、废气排出阀、清洗阀之间的对应关系也可以相应的任意调整，不限于本实施例中所对应的关系。

本实用新型的纯化装置，通过将若干个提纯管沿X轴竖向并联设置，使得多个提纯罐1能够同时进气，相对于单罐进气式相比，提高了提纯效率，成倍的降低了纯化装置的高度，实现纯化装置的小型化和轻量化，而且第一通道2.1、第二通道2.2共用下连接通道2.3，通道数量减少，能够简化加工工艺，使得加工方便，加工工时更少,还大大减少了控制阀的使用数量，第一控制阀和第二控制阀并排设置，使得结构紧凑，缩小了纯化装置的尺寸。

作为本实用新型的一种改进，所述提纯罐组的数量为若干个，若干个所述提纯罐组沿X轴横向并联设置，所述下连接通道2.3数量也相应的为若干个，每一所述提纯罐组中的各提纯罐1的一端通过相应的下连接通道2.3连通。所述第一上连接通道3.3和第二上连接通道3.4的数量也相应的为若干个，每一所述提纯罐组中的各提纯罐1的另一端分别与相应的第一上连接通道3.3和第二上连接通道3.4连通。若干个所述下连接通道2.3连通于同一第一通道2.1和同一第二通道2.2，若干个所述第一上连接通道3.3连通于同一第三通道3.1，若干个所述第二上连接通道3.4连通于同一第四通道3.2。通过上述改进，使得多个并联设置的提纯罐组能够同时进气，大大提高了提纯效率和清洗效率，结构更加紧凑。

所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的数量也分别相应的为若干个，每一所述下连接通道2.3与第一通道2.1之间均设有所述第一控制阀，每一所述下连接通道2.3与第二通道2.2之间均设有所述第二控制阀，每一所述第一上连接通道3.3与第三通道3.1之间均设有所述第三控制阀。通过上述改进，每组控制阀能够分别控制每一提纯罐组的工作，可以根据使用需求，选择提纯罐组工作的数量，满足不同使用需求。

作为本实用新型的一种改进，所述提纯罐组中的每一提纯罐1包括至少一个吸附剂层1.1、一个与下连接通道2.3连通的第一通孔和与上连接通道3.3连通的第二通孔，吸附剂层1.1可以是一层，也可以是多层，其所用的吸附剂可以是活性炭、三氧化二铝及分子筛中一种或多种，用于吸附杂质气体组分。

每一提纯罐1还包括位于吸附剂层1.1上方的上隔离层和位于吸附剂层1.1下方的下隔离层，上隔离层和下隔离层卡接至所述提纯罐1的壁部，所述上隔离层和下隔离层在用于分散进气端气注的同时，还起到在提纯罐1中隔离出一定的空间，固持位于其中的吸附剂而构成吸附床层的作用。

具体而言，所述上隔离层包括呈中空设置的上盖1.2和安装于上盖1.2内的上多孔网板1.3，上盖1.2卡接于所述提纯罐1的壁部，上盖1.2与所述提纯罐1的壁部之间设有密封圈，所述下隔离层包括呈中空设置的下盖1.5和安装于下盖1.5内的下多孔网板1.6，通过设置上多孔网板1.3和下多孔网板1.6，打散由提纯罐1原料气入口进来的原料气注，便于气体分散进入纯化罐内部，避免气注较大对内部吸附材料造成冲击，防止吸附剂颗粒的流体化，又能使气体均匀分散地进入吸附床层，避免气流过于集中造成吸附剂的粉碎。

作为本实用新型的一种改进，所述上盖1.2与上连接体之间设有弹簧1.4，弹簧1.4有一端抵设于上盖1.2，弹簧1.4另一端抵设于上连接体，随着纯化器的长时间运行，气流长期冲刷会导致分子筛装填更紧实，同时也会造成分子筛一定的磨损，床层下沉，这样床层与上连接体之间会形成一定的空腔。空腔的形成会加速分子筛的磨损，同时也会影响纯化器的提纯效率。当床层下沉时，弹簧1.4会伸长，推动上隔离层下行，与分子筛床层保持接触，防止空腔的形成。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种氢气纯化装置，包括提纯罐组，所述提纯罐组包括若干个沿Y轴竖向并联设置的提纯罐(1)，每一提纯罐(1)的下端连接有下连接体(2)，每一提纯罐(1)上端连接有上连接体(3)，其特征在于：所述提纯罐组中的各提纯罐(1)的一端通过一条与Y轴平行设置的下连接通道(2.3)连通，所述下连接通道(2.3)分别连通有第一通道(2.1)和第二通道(2.2)，所述第一通道(2.1)与下连接通道(2.3)之间设有第一控制阀，所述第二通道(2.2)与下连接通道(2.3)之间设有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀并排设置且位于同一轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：所述提纯罐组的数量为若干个，若干个所述提纯罐组沿X轴横向并联设置，所述下连接通道(2.3)数量也相应的为若干个，每一所述提纯罐组中的各提纯罐(1)的一端通过相应的下连接通道(2.3)连通。

3.根据权利要求2所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：若干个所述下连接通道(2.3)连通于同一第一通道(2.1)和同一第二通道(2.2)。

4.根据权利要求3所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：每一所述下连接通道(2.3)与第一通道(2.1)之间均设有所述第一控制阀，每一所述下连接通道(2.3)与第二通道(2.2)之间均设有所述第二控制阀。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：所述下连接通道(2.3)、第一通道(2.1)、第二通道(2.2)设置于下连接体(2)上，所述下连接体(2)上还设有第一控制阀安装孔(2.4)、第二控制阀安装孔(2.5)和各个提纯罐(1)的下安装孔(2.6)。

6.根据权利要求1所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：所述提纯罐组中的每一提纯罐(1)包括至少一个吸附剂层(1.1)、一个与下连接通道(2.3)连通的第一通孔。

7.根据权利要求6所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：每一提纯罐(1)还包括位于吸附剂层(1.1)上方的上隔离层和位于吸附剂层(1.1)下方的下隔离层。

8.根据权利要求7所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：所述上隔离层包括呈中空设置的上盖(1.2)和安装于上盖(1.2)内的上多孔网板(1.3)，所述下隔离层包括呈中空设置的下盖(1.5)和安装于下盖(1.5)内的下多孔网板(1.6)。

9.根据权利要求8所述的一种氢气纯化装置，其特征在于：所述上盖(1.2)与上连接体(3)之间设有弹簧(1.4)。

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