[实用新型]一种氢气除杂装置

说明书

一种氢气除杂装置，与工业氢气的纯化有关，用于氢气的除杂，是把纯化后的氢气作为燃料氢气用于氢气燃料电池汽车的能源。包括两个吸附塔，两吸附塔内设有固定床吸附剂，吸附塔外壁设有用于两塔升降温的夹套。需净化除杂的工业氢气分别进入两吸附塔，两吸附塔吸附再生交替进行，经吸附剂吸附除杂后，产品氢气从塔底产品气出料阀排出。本装置中的两吸附塔为开一备一状态，通过a.吸附、b.升温降压解吸、c.吹扫、d.降温吹扫、e.降温、f.终升压步骤依次完成两个吸附塔交替运行吸附和解吸的步骤，使装置整体连续运行，使除杂后的产品氢气达到燃料氢气的标准，实现工业氢气到燃料氢气的转化。

技术领域

本实用新型与工业氢气的纯化有关，用于氢气的除杂，是把纯化后的氢气作为燃料氢气用于氢气燃料电池汽车的能源。

背景技术

氢气为煤化工工艺的产品之一，是公认的清洁的二次能源，在进行能量转换时其产物是水，可以真正实现绿色排放，将成为最有潜力的燃料能源。

随着氢燃料电池多项关键技术的突破和主要材料的国产化，氢燃料电池的性能和寿命大幅提升，成本快速下降，氢能源行业的发展迅速，而作为其燃料的氢气的产量和纯度，成为决定燃料电池汽车使用寿命和运营成本的重要因素。

目前，工业副产氢，在工业生产中伴生，在国内外市场上的生产已经比较成熟，产量大，分布广泛，利用既有的工业氢生产装置获得燃料氢不失为一种比较节能和环保的做法。然而燃料氢气的要求与工业氢气不同，由于燃料电池的特殊性，燃料氢气对氢气中特定杂质有极其严格的要求而对氢气的纯度要求相对较低。

目前，燃料氢气的来源比较少，有些燃料氢厂家只能使用不符合标准的高纯氢(99.999％v/v)或价格比较贵的超纯氢气(99.9999％v/v)来替代，造成了氢价格高、商业推广慢、行业盈利差等一系列问题。

目前的氢气主要面临以下4个问题：

(1)部分燃料氢气品质不达标。行业内用工业氢气纯度标准来衡量用于燃料电池用氢的品质，而即使高纯氢也只是纯度能够达标，但是氢气中会损坏燃料电池的特定杂质如一氧化碳、二氧化碳和甲烷可能是超标的。

(2)燃料氢气价格高。加氢站目前普遍采用的工业高纯氢(99.999％)或者电解水制氢(4.5度电产1m³氢气)成本较高，工业高纯氢中不但一氧化碳超标，而且燃料成本远高于汽柴油车。

(3)燃料氢气运输距离远。能够提供工业高纯氢和电解水制氢的氢源数量少，远离这类氢源的加氢站在氢气的长距离运输和储存上成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种固定床的TSA(Temperature Swing Adsorption)的 MDP模块化定向除杂(Modular Directional Purification Technology)技术，使工业氢气通过MDP吸附纯化后，除去一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气等少量杂质，达到燃料氢气的标准。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种氢气除杂装置，包括A吸附塔和B吸附塔，包括工艺连接管路及管路上设有的阀门，A吸附塔和B吸附塔的入口管路上分别设有A吸附塔氢气进料阀和B吸附塔氢气进料阀，需净化除杂的工业氢气经A吸附塔氢气进料阀和B吸附塔氢气进料阀分别进入A吸附塔和B吸附塔，A吸附塔和B吸附塔底部出口管线分别设有A吸附塔产品气出料阀和B吸附塔产品气出料阀，A吸附塔和B 吸附塔入口还设有第一连通管线，该第一连通管线通过排放总管与安全装置连接；A吸附塔和B吸附塔底部的出口之间还设有第二连通管线，该第二连通管线上设有流量控制阀和程控阀；A吸附塔和B吸附塔外壁设有用于两塔升降温的夹套；所述的A吸附塔和B吸附塔内设有固定床吸附剂。