CN220677283U - 一种氢气回收纯化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气回收纯化设备，涉及氢气回收设备领域，包括前纯化系统、后纯化系统以及氢气集气罐，所述前纯化系统、后纯化系统和氢气集气罐依次连接，所述前纯化系统包括水封组件、第一纯化组件和压力保持装置，所述水封组件、第一纯化组件和压力保持装置依次连接；其中，所述压力保持装置包括氢气缓冲罐和氢气压缩机，所述氢气缓冲罐与所述氢气压缩机连接，所述氢气压缩机的进出口处通过一管道连接，所述管道上设置有回流气动薄膜调节阀，所述氢气压缩机与所述后纯化系统连接；本实用新型的氢气回收纯化设备能够适应较大流量的压力波动，自动保持设备内部压力的稳定性，保证氢气回收纯化的质量。

Description

一种氢气回收纯化设备

技术领域

本实用新型涉及氢气回收设备领域，具体为一种氢气回收纯化设备。

背景技术

氢气以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视为理想的二次能源，被广泛应用于燃料电池汽车、电子行业和化工行业，而现阶段工业化规模的盐化工厂中，经常会排放大量废气到大气中，而这些废气内包括大量的废氢气，造成了对环境的一定污染，又浪费了大量的氢气，此时往往需要使用氢气回收纯化设备对废氢气进行净化。

如附图3所示，现有的氢气回收纯化设备通常采用减压器调节压力、补氢转子流量计来调节流量的补氢，而且还需要根据还原炉开多开少、靠氢气需求量理论计算值或经验值,调节转子流量计和供还原炉组氢气量的手动工艺，不仅压力范围波动大，而且供给氢气量的差异也大，由于现有的氢气回收纯化设备不能适应较大流量的压力波动，无法自动恒定设备内部的压力，导致氢气回收纯化的质量不稳定，造成极大的安全隐患，容易造成设备故障。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氢气回收纯化设备，该氢气回收纯化设备能够适应较大流量的压力波动，自动保持设备内部压力的稳定性，保证氢气回收纯化的质量。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种氢气回收纯化设备，包括：前纯化系统、后纯化系统以及氢气集气罐，所述前纯化系统、后纯化系统和氢气集气罐依次连接，所述前纯化系统包括水封组件、第一纯化组件和压力保持装置，所述水封组件、第一纯化组件和压力保持装置依次连接；其中，所述压力保持装置包括氢气缓冲罐和氢气压缩机，所述氢气缓冲罐与所述氢气压缩机连接，所述氢气压缩机的进出口处通过一管道连接，所述管道上设置有回流气动薄膜调节阀，所述氢气压缩机与所述后纯化系统连接。

作为优选，所述水封组件包括第一水封罐和第二水封罐，所述第一水封罐和所述第二水封罐连接，所述第二水封罐和所述第一纯化组件连接。

作为优选，所述第一纯化组件包括碱洗组件和水洗组件，所述碱洗组件和所述水洗组件连接，所述水封组件与所述碱洗组件连接，所述水洗组件与所述氢气缓冲罐连接。

作为优选，所述碱洗组件包括碱洗塔、碱箱和碱洗泵，所述碱洗塔、碱箱和碱洗泵依次连接形成一闭环，所述碱洗塔与所述水洗组件连接。

作为优选，所述水洗组件包括水洗塔、水箱和水洗泵，所述水洗塔、水箱和水洗泵依次连接形成一闭环，所述水洗塔的一端与所述碱洗组件连接，所述水洗塔的另一端与所述氢气缓冲罐连接。

作为优选，所述后纯化系统包括第一氢气冷却器、第二纯化组件和第二氢气冷却器，所述第一氢气冷却器、第二纯化组件和第二氢气冷却器依次连接，所述第二氢气冷却器与所述氢气集气罐连接。

作为优选，所述第二纯化组件包括脱氯组件和脱氧组件，所述第一氢气冷却器、脱氯组件、脱氧组件和第二氢气冷却器依次连接。

作为优选，所述脱氧组件包括若干个脱氧器，各脱氧器内均设置有蛇形管换热器。

作为优选，所述第二氢气冷却器与所述氢气集气罐之间的连接处设置有转子流量计，所述转子流量计与所述氢气缓冲罐连接。

作为优选，所述氢气压缩机与所述氢气集气罐之间设置有压缩机变频器，所述压缩机变频器的一端与所述氢气压缩机连接，所述压缩机变频器的另一端与所述氢气集气罐连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的氢气回收纯化设备通过设置压力保持装置，压力保持装置包括氢气缓冲罐和氢气压缩机，氢气缓冲罐为整个系统的压力稳定提供一个容器支撑，进一步保证整个系统的压力稳定，氢气压缩机的进出口处通过一管道连接，管道上设置有回流气动薄膜调节阀，由回流气动薄膜调节阀调补变化量，当操作条件变更时，回流气动薄膜调节阀自动回流从而补充氢气，保持氢气压缩机内的压力相对稳定在一个小范围内，从而能够适应较大流量的压力波动，自动保持设备内部压力的稳定性，保证氢气回收纯化的质量。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中氢气回收纯化设备的结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为现有技术中氢气回收纯化设备的结构示意图。

附图标记：1、前纯化系统；11、水封组件；111、第一水封罐；112、第二水封罐；12、第一纯化组件；121、碱洗组件；1211、碱洗塔；1212、碱箱；1213、碱洗泵；122、水洗组件；1221、水洗塔；1222、水箱；1223、水洗泵；13、压力保持装置；131、氢气缓冲罐；132、氢气压缩机；133、回流气动薄膜调节阀；2、后纯化系统；21、第一氢气冷却器；22、第二纯化组件；221、脱氯组件；222、脱氧组件；2221、脱氧器；23、第二氢气冷却器；3、氢气集气罐；4、转子流量计；5、压缩机变频器。

具体实施方式

下面，结合附图以与具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件一定具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。

请参阅图1-2所示，本实施例的氢气回收纯化设备，包括：前纯化系统1、后纯化系统2以及氢气集气罐3，前纯化系统1、后纯化系统2和氢气集气罐3依次连接，前纯化系统1包括水封组件11、第一纯化组件12和压力保持装置13，水封组件11、第一纯化组件12和压力保持装置13依次连接；在本实施例中，水封组件11、第一纯化组件12和压力保持装置13通过管道连接，其中，压力保持装置13包括氢气缓冲罐131和氢气压缩机132，氢气缓冲罐131与氢气压缩机132连接，氢气缓冲罐131为整个系统的压力稳定提供一个容器支撑，进一步保证整个系统的压力稳定，氢气压缩机132的进出口处通过一管道连接，管道上设置有回流气动薄膜调节阀133，由回流气动薄膜调节阀133调补变化量，当操作条件变更时，特别是产生氢气设备产量等变化，氢气流量、压力变化大时，回流气动薄膜调节阀133自动回流从而补充氢气，保持氢气压缩机132内的压力相对稳定在一个小范围内，从而能够适应较大流量的压力波动，自动保持设备内部压力的稳定性，使前纯化系统1始终能自动快速恒定在1.9±0.1KP上，保证氢气回收纯化的质量，氢气压缩机132与后纯化系统2连接，进行下一步的纯化操作，氢气出口压力能根据用户使用压力要求自动控制住压力，通过氢气集气罐3储存，本实施例中的氢气回收净化设备能全自动快速调节系统工作压力和自动补充氢气量值，从而改变了手动和单一自控设施时，系统压力不能恒定，压差大和产品质量不稳定的局面，减少了故障和事故率，提高了生产效率。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：水封组件11包括第一水封罐111和第二水封罐112，第一水封罐111和第二水封罐112连接，第二水封罐112和第一纯化组件12连接，在本实施例中，第一水封罐111的水封高度设置为50mm，第二水封罐112的水封高度设置为600mm，第一水封罐111能够排除氢气管道中水的作用，第二水封罐112能够保护氢气管道压力作用，防止超压，发生超压后能起泄压作用，防止氢气泄露。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：第一纯化组件12包括碱洗组件121和水洗组件122，碱洗组件121和水洗组件122连接，水封组件11与碱洗组件121连接，水洗组件122与氢气缓冲罐131连接，在本实施例中，氢气中的含氯组分能够被碱洗组件121吸收，氢气从碱洗组件121出来后，进入到水洗组件122，气体从碱洗组件121中将带出大量的碱液，碱液组分在水洗组件122中被吸收，同时也对气体起到一个冷却的作用。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：碱洗组件121包括碱洗塔1211、碱箱1212和碱洗泵1213，碱洗塔1211、碱箱1212和碱洗泵1213依次连接形成一闭环，碱洗塔1211与水洗组件122连接，碱箱1212用于储存碱洗塔1211的碱液，碱洗泵1213提供碱液循环动力，令碱液在碱洗塔1211和碱箱1212循环流动。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：水洗组件122包括水洗塔1221、水箱1222和水洗泵1223，水洗塔1221、水箱1222和水洗泵1223依次连接形成一闭环，水洗塔1221的一端与碱洗组件121连接，水洗塔1221的另一端与氢气缓冲罐131连接，水箱1222用于储存水洗塔1221的水，水洗泵1223提供水循环动力，令水在水洗塔1221和水箱1222循环流动，氢气从碱洗塔1211出来后，进入到水洗塔1221，气体从碱洗塔1211中将带出大量的碱液，碱液组分在水洗塔1221中被吸收。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：后纯化系统2包括第一氢气冷却器21、第二纯化组件22和第二氢气冷却器23，第一氢气冷却器21、第二纯化组件22和第二氢气冷却器23依次连接，第二氢气冷却器23与氢气集气罐3连接。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：第二纯化组件22包括脱氯组件221和脱氧组件222，第一氢气冷却器21、脱氯组件221、脱氧组件222和第二氢气冷却器23依次连接，氢气通过氢气压缩机132后再进入第一氢气冷却器21，冷却的氢气进入脱氯组件221去除微量氯后，再进入脱氧组件222进行氧气脱除，脱氧后高温氢气再进入第二氢气冷却器23冷却至常温。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：脱氧组件222包括若干个脱氧器2221，各脱氧器2221内均设置有蛇形管换热器，在本实施例中，脱氧器2221中含有脱氧催化剂，气体中的氧成分在催化剂作用下和氢气生成水分子，实现氧气脱除的效果，脱氧器2221全采用不锈钢容器，且内置蛇形管换热器，换热器为催化剂提供一个相对高温的工作环境。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：第二氢气冷却器23与氢气集气罐3之间的连接处设置有转子流量计4，转子流量计4与氢气缓冲罐131连接，处理后的纯氢气可以通过转子流量计4回流部分的氢气至氢气缓冲罐131，从而进一步稀释高浓度的氢气，使氢气含氧量降至2.5％左右，处理后的纯氢气通过回流稀释大大降低了含氧量，存在严重安全隐患，稀释后含氧量能降低至2.5％，脱氧器2221温升能够降至400摄氏度，同时脱氧器2221内置蛇形管换热器，更可进一步降温，确保设备安全可控的运行。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：氢气压缩机132与氢气集气罐3之间设置有压缩机变频器5，压缩机变频器5的一端与氢气压缩机132连接，压缩机变频器5的另一端与氢气集气罐3连接，氢气压缩机132风机采用压缩机变频器5控制后，能根据回收量自动调节氢气压缩机132频率，不但确保了后纯化系统2恒压的调控和盐化厂氢气出口水封处不超压而溢出的自动供给，而且达到了节能效果。

本实施例的氢气回收纯化设备的工作流程如下：废氢气通过管道依次通过第一水封罐111、第二水封罐112、碱洗组件121和水洗组件122进行第一次纯化，经第一次纯化后的氢气进入氢气缓冲罐131后通过氢气压缩机132准备进行第二次纯化，通过氢气压缩机132后的氢气首先通过第一氢气冷却器21，冷却的氢气进入脱氯组件221去除微量氯后，再进入脱氧组件222进行氧气脱除，脱氧后高温氢气再进入第二氢气冷却器23冷却至常温，得到的纯氢气进入氢气集气罐3，与此同时，处理后的纯氢气可以通过转子流量计4回流部分的氢气至氢气缓冲罐131稀释高浓度的氢气，当生产需要改变工作压力操作时，只要更换前纯化系统1和后纯化系统2上压力变送器的一个设定值即可，这时，系统瞬间能达到一个新需要的恒定压力值，节省操作时间。

本实施例的氢气回收纯化设备的结构设计合理，使用便捷，在其他实施例中，利用氢气回收纯化设备不管生产宝石、纯钨粉或纯钼粉，或超细钼粉都能确保生产出高质量产品，在本实施例中，该氢气回收纯化设备能够适应较大流量的压力波动，自动保持设备内部压力的稳定性，保证氢气回收纯化的质量。

在上述实施例的描述中，若干的含义是一个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化与替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种氢气回收纯化设备，其特征在于，包括：

前纯化系统(1)、后纯化系统(2)以及氢气集气罐(3)，所述前纯化系统(1)、后纯化系统(2)和氢气集气罐(3)依次连接，所述前纯化系统(1)包括水封组件(11)、第一纯化组件(12)和压力保持装置(13)，所述水封组件(11)、第一纯化组件(12)和压力保持装置(13)依次连接；

其中，所述压力保持装置(13)包括氢气缓冲罐(131)和氢气压缩机(132)，所述氢气缓冲罐(131)与所述氢气压缩机(132)连接，所述氢气压缩机(132)的进出口处通过一管道连接，所述管道上设置有回流气动薄膜调节阀(133)，所述氢气压缩机(132)与所述后纯化系统(2)连接。

2.根据权利要求1所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述水封组件(11)包括第一水封罐(111)和第二水封罐(112)，所述第一水封罐(111)和所述第二水封罐(112)连接，所述第二水封罐(112)和所述第一纯化组件(12)连接。

3.根据权利要求1所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述第一纯化组件(12)包括碱洗组件(121)和水洗组件(122)，所述碱洗组件(121)和所述水洗组件(122)连接，所述水封组件(11)与所述碱洗组件(121)连接，所述水洗组件(122)与所述氢气缓冲罐(131)连接。

4.根据权利要求3所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述碱洗组件(121)包括碱洗塔(1211)、碱箱(1212)和碱洗泵(1213)，所述碱洗塔(1211)、碱箱(1212)和碱洗泵(1213)依次连接形成一闭环，所述碱洗塔(1211)与所述水洗组件(122)连接。

5.根据权利要求3所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述水洗组件(122)包括水洗塔(1221)、水箱(1222)和水洗泵(1223)，所述水洗塔(1221)、水箱(1222)和水洗泵(1223)依次连接形成一闭环，所述水洗塔(1221)的一端与所述碱洗组件(121)连接，所述水洗塔(1221)的另一端与所述氢气缓冲罐(131)连接。

6.根据权利要求1所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述后纯化系统(2)包括第一氢气冷却器(21)、第二纯化组件(22)和第二氢气冷却器(23)，所述第一氢气冷却器(21)、第二纯化组件(22)和第二氢气冷却器(23)依次连接，所述第二氢气冷却器(23)与所述氢气集气罐(3)连接。

7.根据权利要求6所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述第二纯化组件(22)包括脱氯组件(221)和脱氧组件(222)，所述第一氢气冷却器(21)、脱氯组件(221)、脱氧组件(222)和第二氢气冷却器(23)依次连接。

8.根据权利要求7所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述脱氧组件(222)包括若干个脱氧器(2221)，各脱氧器(2221)内均设置有蛇形管换热器。

9.根据权利要求6所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述第二氢气冷却器(23)与所述氢气集气罐(3)之间的连接处设置有转子流量计(4)，所述转子流量计(4)与所述氢气缓冲罐(131)连接。

10.根据权利要求1所述的氢气回收纯化设备，其特征在于，所述氢气压缩机(132)与所述氢气集气罐(3)之间设置有压缩机变频器(5)，所述压缩机变频器(5)的一端与所述氢气压缩机(132)连接，所述压缩机变频器(5)的另一端与所述氢气集气罐(3)连接。