CN219399577U - 一种新型双塔式气体干燥系统 - Google Patents

Abstract

一种新型双塔式气体干燥系统属于电解水制氢系统技术领域。本实用新型包括第一纯化罐和第二纯化罐，所述第一纯化罐的下游连接有第一过滤器，所述第二纯化罐的下游连接有第二过滤器，其特征在于，所述第一过滤器和所述第二过滤器的下游并联设置有吹气管路和输气管路，所述输气管路上串联有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和所述第二单向阀的通气方向相反，所述输气管路在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间连接有出气管路，所述第一纯化罐的上游和所述第二纯化罐的上游均连接至同一个两位四通阀的两个接口。本实用新型结构简洁高效，能够达到传统系统效能的同时，降低了用户的设备投入成本和维护成本。

Description

一种新型双塔式气体干燥系统

技术领域

本实用新型属于电解水制氢系统技术领域，具体地涉及一种新型双塔式气体干燥系统。

背景技术

电解水制氢过程中，工作温度在65℃~95℃之间，因此产生的氢气会带有大量的水蒸气，为了脱除这些水蒸气就需要用到气体干燥系统。目前传统的电解水制氢气体干燥系统有三种：1、双塔式有排放干燥系统；2、双塔式无排放干燥系统；3、三塔式无排放干燥系统。双塔式有排放干燥系统再生时需要排放氢成品气6~8%，也就是一部分成品气用于再生吸湿满的干燥罐，完成再生过程的气体放空处理，造成很大浪费；双塔式无排放干燥系统虽然不用排放掉成品气，但需要利用封存在干燥罐中一定体积的原料气进行循环，配合冷却器完成再生过程，由于是利用原料气完成再生，所以能够达到的最低露点也只有-60℃，难以满足大部分客户的纯度需求；三塔式无排放干燥系统由双塔式有排放干燥系统演变而来，即把用于再生的部分氢成品气在完成再生过程后，不再放空而是进入增加的干燥罐中完成吸湿过程，达到目标露点后进入输出管路，虽然也没有氢原料气的浪费，但要增加的罐体设备很多，管路复杂，泄露风险点增加，维护不便。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种新型双塔式气体干燥系统；本实用新型结构简洁高效，能够达到传统系统效能的同时，降低了用户的设备投入成本和维护成本，尤其是采用此系统可以大大节省宝贵的占地空间。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型提供一种新型双塔式气体干燥系统，包括第一纯化罐和第二纯化罐，所述第一纯化罐的下游连接有第一过滤器，所述第二纯化罐的下游连接有第二过滤器，其特征在于，所述第一过滤器和所述第二过滤器的下游并联设置有吹气管路和输气管路，所述输气管路上串联有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和所述第二单向阀的通气方向相反，所述输气管路在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间连接有出气管路，所述第一纯化罐的上游和所述第二纯化罐的上游均连接至同一个两位四通阀的两个接口，所述两位四通阀的另两个接口分别连接有增压管路和冷却管路，所述增压管路与所述冷却管路共同连接至原料气管路。

进一步地，所述吹气管路上设置有调节孔板阀。

进一步地，所述增压管路上自两位四通阀依次串联有气动阀、增压泵和第三单向阀，所述两位四通阀与所述气动阀之间还连接有压力检测元件。

进一步地，所述冷却管路上自两位四通阀依次串联有第三过滤器、集水器和冷凝器。

本实用新型的有益效果。

本实用新型在双塔式基础上进行了优化设计，保留了双塔式结构（两只切换使用的纯化罐），改变了管路系统的连接结构，增加了增压管路，整个系统简洁高效，在满足传统干燥系统效能的同时，降低了用户的设备投入成本和维护成本，尤其是采用此系统的大型设备，可以大大节省宝贵的占地空间。

附图说明

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中标记：1为第一纯化罐、2为第二纯化罐、3为第一过滤器、4为第二过滤器、5为第一单向阀、6为第二单向阀、7为出气管路、8为两位四通阀、9为原料气管路、10为调节孔板阀、11为气动阀、12为增压泵、13为第三单向阀、14为压力检测元件、15为第三过滤器、16为集水器、17为冷凝器。

具体实施方式

结合附图所示，本实施方式提供了一种新型双塔式气体干燥系统，包括第一纯化罐1和第二纯化罐2，第一纯化罐1的下游连接有第一过滤器3，第二纯化罐2的下游连接有第二过滤器4，第一过滤器3和第二过滤器4的下游并联设置有吹气管路和输气管路，吹气管路上设置有调节孔板阀10，保证了从用来干燥的纯化罐出来的氢成品气通过调节孔板阀10的调节和测量后，吹扫用来再生的另一个纯化罐。

输气管路上串联有第一单向阀5和第二单向阀6，第一单向阀5和第二单向阀6的通气方向相反，输气管路在第一单向阀5和第二单向阀6之间连接有出气管路7，保证从进行干燥工作的纯化罐出来的氢成品气从出气管路7输出，而不会通过输气管路进入到另一个用于再生的纯化罐内。

第一纯化罐1的上游和第二纯化罐2的上游均连接至同一个两位四通阀8的两个接口，两位四通阀8的另两个接口分别连接有增压管路和冷却管路，增压管路与冷却管路共同连接至原料气管路9。

增压管路上自两位四通阀8依次串联有气动阀11、增压泵12和第三单向阀13，两位四通阀8与气动阀11之间还连接有压力检测元件14，用来定时、定量、定压驱动通过用于再生的纯化罐的湿热气体。

冷却管路上自两位四通阀8依次串联有第三过滤器15、集水器16和冷凝器17。冷凝器17需要增大换热能力，以保证进入纯化罐前的含水量维持在原来设定的目标值，进而保证了纯化后的氢纯度。从增压管路通过的湿热气体和原料气管路9通过的原料气均从冷凝器17的入口进入到冷凝器17中。

系统工作原理如下。

如附图1所示，首先令第一纯化罐1进行在线干燥工作，第二纯化罐2进行再生工作，开始时第一纯化罐1与第二纯化罐2之间压差为零，此时压力检测元件14检测到的湿热气体的压力值后，通过PLC控制启动增压泵12，同时给出加热第二纯化罐2至再生设定温度的指令。打开增压管路上的气动阀11，增压泵12开始工作。

在增压泵12的作用下，冷凝器17要执行大于100%产量的换热功效，增大冷凝器17的换热能力以保证进入第一纯化罐1前的含水量维持原来设定的目标值，进而保证了纯化后的氢纯度。原料气和湿热气体进入到冷凝器17，再通过两位四通阀8进入到第一纯化罐1中进行气体干燥，从第一纯化罐1出来的干燥的氢成品气的一小部分通过吹气管路进入到进行再生的第二纯化罐2中，避免了氢成品气的浪费，氢成品气其他部分作为有效成品气从出气管路7输出。从第二纯化罐2出来的湿热气体再循环进入到冷却器中。第一纯化罐1进行在线干燥工作，第二纯化罐2进行再生工作时的气体走向如附图1中的箭头所指方向所示。

当第二纯化罐2与第一纯化罐1的压力差达到设定值△P1时，增压泵12停止工作。随着第二纯化罐2内的压力不断升高，增压泵12就需要不断进行工作，保持着两只罐体的压力差△P1，这一工作过程保证了通过调节孔板阀10的再生气体流量。

当时间到达设定值t1时加热再生工作完成，第二纯化罐2进入到冷却阶段，停止加热第二纯化罐2，同时调整第一纯化罐1与第二纯化罐2的压力差设定，从△P1调整至△P2（△P1>△P2）。由于第一纯化罐1与第二纯化罐2的压差变小，系统将以较低的气量进入到冷却的过程，当时间到达设定值t2时冷却完成，增压管路的气动阀11关闭，增压泵12停止工作。之后第二纯化罐2逐步升压至与第一纯化罐1同样的压力，完成一个再生周期，做好第一纯化罐1与第二纯化罐2的功能切换准备，即下个再生周期第一纯化罐1进行再生工作，第二纯化罐2进行在线干燥工作，如此循环交替工作实现气体干燥。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施方式所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型双塔式气体干燥系统，包括第一纯化罐（1）和第二纯化罐（2），所述第一纯化罐（1）的下游连接有第一过滤器（3），所述第二纯化罐（2）的下游连接有第二过滤器（4），其特征在于，所述第一过滤器（3）和所述第二过滤器（4）的下游并联设置有吹气管路和输气管路，所述输气管路上串联有第一单向阀（5）和第二单向阀（6），所述第一单向阀（5）和所述第二单向阀（6）的通气方向相反，所述输气管路在所述第一单向阀（5）和所述第二单向阀（6）之间连接有出气管路（7），所述第一纯化罐（1）的上游和所述第二纯化罐（2）的上游均连接至同一个两位四通阀（8）的两个接口，所述两位四通阀（8）的另两个接口分别连接有增压管路和冷却管路，所述增压管路与所述冷却管路共同连接至原料气管路（9）。

2.根据权利要求1所述的一种新型双塔式气体干燥系统，其特征在于，所述吹气管路上设置有调节孔板阀（10）。

3.根据权利要求1所述的一种新型双塔式气体干燥系统，其特征在于，所述增压管路上自两位四通阀（8）依次串联有气动阀（11）、增压泵（12）和第三单向阀（13），所述两位四通阀（8）与所述气动阀（11）之间还连接有压力检测元件（14）。

4.根据权利要求1所述的一种新型双塔式气体干燥系统，其特征在于，所述冷却管路上自两位四通阀（8）依次串联有第三过滤器（15）、集水器（16）和冷凝器（17）。