[实用新型]一种低能耗氢气纯化系统

说明书

本实用新型公开了一种低能耗氢气纯化系统，包括脱氧系统和干燥系统，脱氧系统包括通过管路连接的脱氧器、第一冷却器和高温型冷冻式干燥机，干燥系统包括第一干燥器、第二干燥器、预干燥器、蒸汽加热器、第二冷却器和水分离器，高温型冷冻式干燥机分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的进气端连接，蒸汽加热器分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的出气端连接，第二冷却器的进气端分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的进气端连接，第二冷却器的出气端与水分离器的进气端连接，水分离器的出气端与分别与第一和第二干燥器的进气端连接。本实用新型将蒸汽加热后得到的高温失饱和再生气应用于干燥剂的加热再生过程中，可有效降低能耗。

技术领域

本实用新型涉及氢气纯化装置技术领域，尤其是涉及一种低能耗氢气纯化系统。

背景技术

制氢工艺制备得到的氢气由于纯度不高，含水分量超标，不能直接用于后续生产，需要脱去氢气中含有的微量氧和含有的水分，对氢气进行纯化后才能进行后续使用。现有技术中一般通过脱氧塔和干燥器实现对氢气的脱氧和脱水，例如，一种在中国专利文献上公开的“氢气纯化装置”，其公告号CN209177993U，包括脱氧塔、四通阀、第一纯化系统、第二纯化系统、气体分配系统、压力调节输出系统和排污系统，四通阀分别与脱氧塔、第一纯化系统、第二纯化系统及排污系统连接，气体分配系统设置于第一纯化系统和第二纯化系统之间，压力调节输出系统连接至所述气体分配系统，原料氢气进入所述脱氧塔脱氧后，通过四通阀进入第一纯化系统和第二纯化系统中的一方纯化后得到产品气体，再通过气体分配系统，产品气体分成主要气体和再生气体，主要气体通过压力调节输出系统进入用户单元，再生气体进入第一纯化系统和第二纯化系统中的另一方，并通过四通阀中的排污系统排出。

但现有技术中的氢气纯化装置再生气耗量大，经济性较差；且干燥塔工作一段时间后需要进行再生才能再度吸水，而现有的加热再生方法能耗大，生产成本高，不利于大规模应用。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术中的氢气纯化装置再生气耗量大，且干燥塔加热再生时能耗大，生产成本高，不利于大规模应用的问题，提供一种低能耗氢气纯化系统，将蒸汽加热后得到的高温失饱和再生气应用于干燥剂的加热再生过程中，最大程度地节约了耗气量，又节省了对电力能源的消耗，达到高节能和低故障的最佳结合。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种低能耗氢气纯化系统，包括通过管路连接的脱氧系统和干燥系统，所述脱氧系统包括通过管路连接的脱氧器、第一冷却器和高温型冷冻式干燥机，所述干燥系统包括第一干燥器、第二干燥器、预干燥器、蒸汽加热器、第二冷却器和水分离器，所述高温型冷冻式干燥机分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的进气端通过管路连接，所述蒸汽加热器分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的出气端通过管路连接，所述第二冷却器的进气端分别与第一干燥器、第二干燥器和预干燥器的进气端通过管路连接，所述第二冷却器的出气端与水分离器的进气端通过管路连接，所述水分离器的出气端与分别与第一和第二干燥器的进气端通过管路连接，所述高温型冷冻式干燥机与第一干燥器和第二干燥器之间通过管路形成主气路；高温型冷冻式干燥机与预干燥器、蒸汽加热器、冷却器和第一、第二干燥器之间通过管路形成再生气路。

本实用新型中在氢气纯化系统中设置脱氧系统和干燥系统，原料氢先进入脱氧器中，在脱氧催化剂的作用下，原料气中的氧与氢气反应生成水而脱除气体中的氧气；然后经第一冷却器冷却到常温的氢气经高温型冷冻式干燥机冷却干燥后进入干燥系统。进入干燥系统的气体分成两路：一路作为主气路，从第一干燥器或第二干燥器的进气端进入出气端流出，经第一干燥器或第二干燥器中的干燥剂进行干燥后作为产品气输出，合格气体输送出界外，不合格气体返回氢气压缩机；另一路作为再生气路分别对第一、第二干燥器和预干燥器内的干燥剂进行加热和冷吹再生，干燥和再生过程采用反向对流。