[实用新型]一种低温氢气纯化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氢气纯化技术领域，具体涉及一种低温氢气纯化装置。

背景技术

氢气纯化，即利用物理或化学的方法，除去氢气中杂质的方法总称。常规的氢气纯化设备包括膜分离方法、低温分离方法、变压吸附方法和折叠金属氢化物方法等。

目前，现有技术中的氢气纯化低温系统经长时间运转后，会因有外界空气混入被污染，从而造成系统内堵塞、运转效率下降甚至损坏。而广泛应用于低温系统的氢气低温纯化器由德国LINDE公司研发，存在价格昂贵、液氮耗量大和工作周期短的缺点。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种低温氢气纯化装置，它采用三级纯化技术，能够获得产品纯度更高、品质更好的氢气，同时它还具有运行成本低，设备投资少，操作方便，维护简便，可靠性高的特点。

为解决上述问题，本实用新型的第一个目的所采用的技术方案如下：

一种低温氢气纯化装置，其特征在于，包括用于对粗氢气进行除氧并将粗氢气降至常温的催化除氧装置、用于吸附粗氢气中的氮气的常温吸附装置、用于对粗氢气进行降温的低温换热装置、用于吸附粗氢气中氮气的低温吸附装置；所述催化除氧装置的进气口接入粗氢气，所述催化除氧装置的出气口通过管道依次与所述常温吸附装置、所述低温换热装置和所述低温吸附装置连接。

常温吸附装置还能够吸附粗氢气中的水和二氧化碳，低温吸附装置还能够吸附粗氢气中的微量氧气。

进一步地，所述催化除氧装置包括用于对粗氢气进行加热的加热器、用于去除粗氢气中的氧气的除氧器和用于将粗氢气冷却至常温的冷却器；所述加热器设置于所述除氧器内，所述除氧器的进气口接入粗氢气，其出气口与所述冷却器连接；

所述常温吸附装置包括第一常温吸附器、第二常温吸附器；所述第一常温吸附器与所述第二常温吸附器并联设置，当第一常温吸附器吸附时，第二常温吸附器处于再生状态；当第二常温吸附器吸附时，第一常温吸附器处于再生状态；所述第一常温吸附器与所述第二常温吸附器的进气口分别通过管道与所述冷却器的出气口连接；

所述低温换热装置包括用于对粗氢气进行换热的低温换热器、用于将粗氢气中的高沸点杂质液化的低温液化器、用于分离液化后杂质的低温分离器；所述低温换热器的进气口通过管道分别与所述第一常温吸附器、第二常温吸附器的粗氢气出口连接，所述低温换热器的出气口通过管道依次与所述低温液化器、所述低温分离器连接；

所述低温吸附装置包括第一低温吸附塔、第二低温吸附塔，所述第一低温吸附塔和所述第二低温吸附塔并联设置，当第一低温吸附塔吸附时，第二低温吸附塔处于再生状态；当第二低温吸附塔吸附时，第一低温吸附塔处于再生状态；所述第一低温吸附塔和所述低温吸附塔的进气口分别通过管道与所述低温分离器的出气口连接。

进一步地，所述常温吸附装置还包括进气阀门组件、出气阀门组件、电加热器、消音器和真空抽吸泵；

所述进气阀门组件包括第一进气管路、第二进气管路、第三进气管路、第四进气管路和第五进气管路；

所述第一进气管路的两端分别与所述第一常温吸附器、第二常温吸附器的进气口连接，所述第一进气管路上设有第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一进气管路上位于所述第一电磁阀和第二电磁阀之间的位置通过所述第三进气管路与所述冷却器的出气口连接；

所述第二进气管路的两端分别与所述第一常温吸附器、第二常温吸附器的进气口连接，所述第二进气管路上设有第三电磁阀和第四电磁阀，所述第二进气管路上位于所述第三电磁阀和第四电磁阀之间的位置通过所述第四进气管路与所述真空抽吸泵的抽吸口连接；所述第四进气管路上设有第五电磁阀；所述第二进气管路上位于所述第三电磁阀和第四电磁阀之间的位置通过所述第五进气管路与所述消音器连接；所述第五进气管路上设有第六电磁阀；

所述出气阀门组件包括第一氢气输出管路、第一氮气输入管路、第二氢气输出管路和第二氮气输入管路；所述第一氢气输出管路的两端分别与所述第一常温吸附器、第二常温吸附器的出气口连接，所述第一氢气输出管路上设有第七电磁阀和第八电磁阀，所述第一氢气输出管路上位于所述第七电磁阀和第八电磁阀之间的位置通过所述第二氢气输出管路与所述低温换热器的进气口连接；

所述第一氮气输入管路的两端分别与所述第一常温吸附器、第二常温吸附器的出气口连接，所述第一氮气输入管路上设有第九电磁阀和第十电磁阀，所述第一氮气输入管路上位于所述第九电磁阀和第十电磁阀之间的位置通过所述第二氮气输入管路与所述电加热器的氮气输入口连接；所述电加热器的氮气输入口接入氮气；