一種氫氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氫氣凈化裝置，基于固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氫氣的提純凈化，屬于氫氣的儲(chǔ)運(yùn)、凈化及供給領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油能源日趨枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題的加劇，人們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)到可替代、再生能源上。氫能是當(dāng)今世界各國(guó)都在積極研究和開(kāi)發(fā)的清潔能源，具有燃燒熱值高、零污染、資源豐富等優(yōu)勢(shì)，目前已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。
[0003]隨著各行業(yè)對(duì)氫的要求越來(lái)越高，如何進(jìn)一步提高氫氣純度已成為市場(chǎng)急需解決的問(wèn)題。目前常用的制備超高純氫的方法有:鈀-銀膜熱擴(kuò)散法、低溫吸附法、變壓吸附法。
[0004]低溫吸附法是把氫氣冷卻到液氮溫度(_196°C )，使用專(zhuān)用吸附劑除掉氫氣中的所殘存雜質(zhì)，使其達(dá)到純化目的，使用這種方法生產(chǎn)出來(lái)的氫氣可以達(dá)到5N以上。由于這種方法是在超低溫的條件下進(jìn)行，所以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有著較高的要求，設(shè)備不好會(huì)造成能源浪費(fèi)，產(chǎn)品成本提高，設(shè)備和管道結(jié)霜流水等，也使生產(chǎn)環(huán)境變壞。
[0005]變壓吸附(PSA)法是利用吸附劑對(duì)原料氫中雜質(zhì)組分的吸附能力，達(dá)到提純氫氣的目的，具有一次性分離同時(shí)除去多種雜質(zhì)組分的優(yōu)點(diǎn)。但該方法制得的氫氣的回收率與多種因素有關(guān)，且隨產(chǎn)品氫純度的提高而下降，比如，產(chǎn)品氫純度為99.9?99.99%時(shí)，三塔或四塔流程的氫氣回收率為70?75%。
[0006]其中，鈀-銀膜熱擴(kuò)散法制得的氫氣純度最高，但價(jià)格昂貴，且鈀-銀膜易開(kāi)裂損壞，維修和運(yùn)行費(fèi)用高?？傮w來(lái)看，超高純氫生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)量小。
[0007]利用儲(chǔ)氫合金的選擇性吸氫及可逆吸放氫特性提純氫氣是一種重要方法，金屬氫化物反應(yīng)器內(nèi)部充裝儲(chǔ)氫合金，儲(chǔ)氫合金只和氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成金屬氫化物，而氫氣中的雜質(zhì)氣體因無(wú)法反應(yīng)積聚在反應(yīng)器內(nèi)部的空間里，將這些積聚的雜質(zhì)氣體排出，然后金屬氫化物分解放出純氫，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)氫氣的提純。該方法供氫純度高、成本低、操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，可以產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，具有很好的發(fā)展前景和廣闊的市場(chǎng)空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)各行業(yè)對(duì)高純氫氣的需求，本發(fā)明提供一種氫氣凈化裝置，利用儲(chǔ)氫合金的選擇性吸氫及可逆吸放氫特性，在一定條件下儲(chǔ)氫合金與較低純度氫氣中的氫反應(yīng)生成金屬氫化物，而氫氣中的雜質(zhì)氣體因無(wú)法反應(yīng)積聚在反應(yīng)器內(nèi)部的空間里，將這些積聚的雜質(zhì)氣體排出，然后金屬氫化物分解放出純氫，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)氫氣的提純。本裝置利用二臺(tái)或二臺(tái)以上金屬氫化物反應(yīng)器的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣的連續(xù)提純和不間斷供氫。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:提供一種氫氣凈化裝置，該裝置包括至少兩個(gè)金屬氫化物反應(yīng)器及一個(gè)流量和壓力控制系統(tǒng)，金屬氫化物反應(yīng)器內(nèi)部裝填儲(chǔ)氫合金，進(jìn)口和出口均通過(guò)閥門(mén)控制，進(jìn)口端連接氫源，出口端通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)連接用氫設(shè)備。
[0010]兩臺(tái)或兩臺(tái)以上金屬氫化物凈化器交替進(jìn)行吸氫、放氫，實(shí)現(xiàn)連續(xù)凈化氫氣，不間斷輸出高純度氫氣。
[0011 ] 金屬氫化物反應(yīng)器內(nèi)部填充稀土系、鈦系或鎂系儲(chǔ)氫合金。
[0012]金屬氫化物反應(yīng)器出口端閥門(mén)為三通閥門(mén)，金屬氫化物反應(yīng)器完成吸氫后，先通過(guò)三通閥門(mén)將雜質(zhì)氣體排空，然后金屬氫化物分解放出純氫，即可實(shí)現(xiàn)提純氫氣的目的。
[0013]流量和壓力控制系統(tǒng)控制氫氣輸出的流量和壓力，滿(mǎn)足用氫設(shè)備的要求。
[0014]利用該氫氣凈化裝置，可將較低純度的氫連續(xù)提純凈化，供給用氫設(shè)備使用，并可通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)，控制輸出流量和壓力，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1實(shí)施例1中氫氣凈化裝置示意圖。
[0016]圖2實(shí)施例2中氫氣凈化裝置示意圖。
[0017]圖3實(shí)施例3中氫氣凈化裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明展開(kāi)進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不僅限于此，可以在不改變其要點(diǎn)的范圍內(nèi)適當(dāng)更改。
[0019]實(shí)施例1。
[0020]該氫氣凈化裝置包括四個(gè)金屬氫化物反應(yīng)器3、流量和壓力控制系統(tǒng)6，金屬氫化物反應(yīng)器3內(nèi)部裝填A(yù)B5型稀土系儲(chǔ)氫合金，進(jìn)口通過(guò)閥門(mén)2控制，前端連接氫源I，出口通過(guò)三通閥4控制，后面通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)5連接用氫設(shè)備7。三通閥4可控制兩個(gè)方向，當(dāng)金屬氫化物反應(yīng)器3完成吸氫后，先開(kāi)向排空5，將雜質(zhì)氣體排出后，再由金屬氫化物分解放出純氫，開(kāi)向后端供氫。
[0021]實(shí)施例2。
[0022]該氫氣凈化裝置包括四個(gè)金屬氫化物反應(yīng)器4、加熱系統(tǒng)3、流量和壓力控制系統(tǒng)7，金屬氫化物反應(yīng)器4共用一個(gè)加熱系統(tǒng)3，金屬氫化物反應(yīng)器4內(nèi)部裝填鎂系儲(chǔ)氫合金，進(jìn)口通過(guò)閥門(mén)2控制，前端連接氫源I，出口通過(guò)三通閥5控制，后面通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)7連接用氫設(shè)備8。三通閥5可控制兩個(gè)方向，當(dāng)金屬氫化物反應(yīng)器4吸滿(mǎn)氫后，先開(kāi)向排空6，將雜質(zhì)氣體排出后，再開(kāi)向后端供氫。
[0023]實(shí)施例3。
[0024]該氫氣凈化裝置包括兩個(gè)金屬氫化物反應(yīng)器3、流量和壓力控制系統(tǒng)4，金屬氫化物反應(yīng)器3內(nèi)部裝填T1-Mn系儲(chǔ)氫合金，進(jìn)口通過(guò)閥門(mén)2控制，前端連接氫源1，出口連接流量和壓力控制系統(tǒng)4，后面通過(guò)三通電磁閥6控制，并連接用氫設(shè)備7。三通電磁閥6可控制兩個(gè)方向，當(dāng)金屬氫化物凈化器3吸滿(mǎn)氫后，先開(kāi)向排空5，通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)反饋排空量，判定達(dá)到指定值時(shí)轉(zhuǎn)入向后端供氫，滿(mǎn)足用氫需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氫氣凈化裝置，包括至少兩臺(tái)金屬氫化物反應(yīng)器及一個(gè)流量和壓力控制系統(tǒng)，金屬氫化物反應(yīng)器的進(jìn)口和出口均通過(guò)閥門(mén)控制，進(jìn)口端連接氫源，出口端連接流量和壓力控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上金屬氫化物凈化器交替進(jìn)行吸氫、放氫，實(shí)現(xiàn)連續(xù)凈化氫氣，不間斷輸出高純度氫氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，金屬氫化物反應(yīng)器內(nèi)部填充稀土系、鈦系或鎂系儲(chǔ)氫合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，金屬氫化物反應(yīng)器出口端閥門(mén)為三通閥門(mén)，金屬氫化物反應(yīng)器完成吸氫后，先通過(guò)三通閥門(mén)將因無(wú)法反應(yīng)積聚在金屬氫化物反應(yīng)器里的雜質(zhì)氣體排空，然后金屬氫化物分解放出純氫，即可實(shí)現(xiàn)提純氫氣的目的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，流量和壓力控制系統(tǒng)按照用氫設(shè)備的要求，控制氫氣輸出的流量和壓力。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種氫氣凈化裝置，包括至少兩個(gè)金屬氫化物反應(yīng)器及流量和壓力控制系統(tǒng)。金屬氫化物反應(yīng)器內(nèi)部裝填儲(chǔ)氫合金，進(jìn)口和出口均通過(guò)閥門(mén)控制，進(jìn)口端連接較低純度的氫源，出口端放出凈化后較高純度的氫氣，并通過(guò)流量和壓力控制系統(tǒng)連接到用氫設(shè)備。利用該氫氣凈化裝置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)凈化氫氣，不間斷輸出較高純度氫氣，并控制輸出流量和壓力，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定。
【IPC分類(lèi)】C01B3/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105060248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510419088
【發(fā)明人】張沛龍, 朱永國(guó)
【申請(qǐng)人】北京浩運(yùn)金能科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日