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)儲氫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對氫氣的提純凈化，屬于氫氣的儲運(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)境污染問題的加劇，人們開始將目光轉(zhuǎn)到可替代、再生能源上。氫能是當(dāng)今世界各國都在積極研究和開發(fā)的清潔能源，具有燃燒熱值高、零污染、資源豐富等優(yōu)勢，目前已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。
[0003]隨著各行業(yè)對氫的要求越來越高，如何進(jìn)一步提高氫氣純度已成為市場急需解決的問題。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，所以對生產(chǎn)設(shè)備有著較高的要求，設(shè)備不好會造成能源浪費(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-銀膜易開裂損壞，維修和運(yùn)行費(fèi)用高?？傮w來看，超高純氫生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)量小。
[0007]利用儲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)部充裝儲氫合金，儲氫合金只和氫氣發(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空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對各行業(yè)對高純氫氣的需求，本發(fā)明提供一種氫氣凈化裝置，利用儲氫合金的選擇性吸氫及可逆吸放氫特性，在一定條件下儲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)了對氫氣的提純。本裝置利用二臺或二臺以上金屬氫化物反應(yīng)器的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對氫氣的連續(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)部裝填儲氫合金，進(jìn)口和出口均通過閥門控制，進(jìn)口端連接氫源，出口端通過流量和壓力控制系統(tǒng)連接用氫設(shè)備。
[0010]兩臺或兩臺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、鈦系或鎂系儲氫合金。
[0012]金屬氫化物反應(yīng)器出口端閥門為三通閥門，金屬氫化物反應(yīng)器完成吸氫后，先通過三通閥門將雜質(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】對本發(fā)明展開進(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型稀土系儲氫合金，進(jìn)口通過閥門2控制，前端連接氫源I，出口通過三通閥4控制，后面通過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)部裝填鎂系儲氫合金，進(jìn)口通過閥門2控制，前端連接氫源I，出口通過三通閥5控制，后面通過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吸滿氫后，先開向排空6，將雜質(zhì)氣體排出后，再開向后端供氫。
[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系儲氫合金，進(jìn)口通過閥門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吸滿氫后，先開向排空5，通過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)口和出口均通過閥門控制，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，兩臺或兩臺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)器出口端閥門為三通閥門，金屬氫化物反應(yīng)器完成吸氫后，先通過三通閥門將因無法反應(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)部裝填儲氫合金，進(jìn)口和出口均通過閥門控制，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】C01B3/56
【公開號】CN105060248
【申請?zhí)枴緾N201510419088
【發(fā)明人】張沛龍, 朱永國
【申請人】北京浩運(yùn)金能科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月17日