氫氣凈化塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種氫氣凈化塔，旨在提供一種多次凈化氫氣的氫氣凈化塔，其技術(shù)方案要點(diǎn)是：包括塔體、進(jìn)氣管、出氣管、塔體內(nèi)的活性炭層，所述活性炭層包括位于進(jìn)氣管處初步過濾氫氣的進(jìn)氣炭層、位于出氣管處隔離外界氣體的出氣炭層；所述塔體內(nèi)還設(shè)有用于洗滌氫氣的化學(xué)洗滌層，所述化學(xué)洗滌層包括位于進(jìn)氣管處的活性炭層上方用于除去氫氣內(nèi)雜質(zhì)的洗滌液層、位于洗滌液層上方的干燥層。如此設(shè)置，單獨(dú)使用活性炭層能夠吸附的雜質(zhì)種類和數(shù)目少，化學(xué)洗滌層能夠除去活性炭層無法去除的氣體雜質(zhì)，化學(xué)洗滌層內(nèi)的干燥層將洗滌后的氫氣內(nèi)仍含有的水分進(jìn)行干燥，多次凈化后，制得高純度的氫氣。
【專利說明】
氫氣凈化塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體凈化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種氫氣凈化塔。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氣凈化塔，是一種用來將生產(chǎn)出的氫氣提高純度的設(shè)備。氫氣注入氫氣凈化塔后，由塔體內(nèi)的設(shè)備和化學(xué)物質(zhì)與氫氣反應(yīng)，將不需要的雜質(zhì)清除洗去后，將高純度氫氣輸出待用。
[0003]目前，申請(qǐng)?zhí)枮?01120486472.4的中國(guó)專利公開了一種碳吸附凈化氫氣裝置，它包括下封頭、筒體、上封，筒體下部設(shè)有活性炭支撐格柵，下封頭上設(shè)有氣體進(jìn)口，下封頭的下部設(shè)有排污口，上封頭設(shè)有氣體出口，筒體內(nèi)安裝有換熱管，筒體下部設(shè)有導(dǎo)熱油進(jìn)口管，筒體上部設(shè)有導(dǎo)熱油出口管。設(shè)備工作時(shí)，填充吸附劑形成活性炭床層，通過載熱體加熱、冷卻活性炭的操作，利用吸附劑凈化氫氣。
[0004]這種碳吸附凈化氫氣裝置雖然對(duì)氫氣起到凈化作用，在操作環(huán)境嚴(yán)格的環(huán)境下，對(duì)氫氣純度要求高，含有雜質(zhì)的氫氣無法驅(qū)動(dòng)或?qū)υO(shè)備提供足夠的動(dòng)力。這種碳吸附凈化氫氣裝置只有活性炭床層對(duì)氫氣進(jìn)行過濾，所吸附的雜質(zhì)種類和數(shù)量有限，氫氣濃度不能達(dá)到精確要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種多次凈化氫氣的氫氣凈化塔。
[0006]本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種氫氣凈化塔，包括塔體、進(jìn)氣管、出氣管、塔體內(nèi)的活性炭層，所述活性炭層包括位于進(jìn)氣管處初步過濾氫氣的進(jìn)氣炭層、位于出氣管處隔離外界氣體的出氣炭層;所述塔體內(nèi)還設(shè)有用于洗滌氫氣的化學(xué)洗滌層，所述化學(xué)洗滌層包括位于進(jìn)氣管處的活性炭層上方用于除去氫氣內(nèi)雜質(zhì)的洗滌液層、位于洗滌液層上方的干燥層。
[0008]如此設(shè)置，進(jìn)氣管處的活性炭層用于初步過濾輸入的氫氣，并且與外界的空氣隔絕。位于出氣管處的活性炭層主要用于隔絕外部的空氣。但單獨(dú)使用活性炭層能夠吸附的雜質(zhì)種類和數(shù)目少，化學(xué)洗滌層能夠除去活性炭層無法去除的氣體雜質(zhì)，化學(xué)洗滌層內(nèi)的干燥層將洗滌后的氫氣內(nèi)仍含有的水分進(jìn)行干燥，多次凈化后，制得高純度的氫氣。
[0009]進(jìn)一步設(shè)置:所述化學(xué)洗滌層的洗滌液層和干燥層分別包括容納槽、引至容納槽上方后向容納槽內(nèi)彎折的彎管、與容納槽密閉連接的蓋子、自蓋子上引出后將氫氣輸至其他層的輸出管。
[0010]如此設(shè)置，經(jīng)過進(jìn)氣炭層的氫氣由輸出管引至彎管一端，彎管的另一端沒入化學(xué)溶液中，使氣體與化學(xué)溶液完全接觸反應(yīng)。反應(yīng)后的氫氣由于自身相對(duì)質(zhì)量輕繼續(xù)向上升。密閉的蓋子防止溶液滲漏。
[0011]進(jìn)一步設(shè)置，所述洗滌液層的容納槽內(nèi)設(shè)有用于與氫氣內(nèi)酸性氣體反應(yīng)的氫氧化鈉溶液。
[0012]如此設(shè)置:氫氣內(nèi)的酸性氣體等雜質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后被除去，保證氫氣內(nèi)氣體種類單一。
[0013]進(jìn)一步設(shè)置:所述干燥層的容納槽內(nèi)設(shè)有吸附氫氣內(nèi)多余水分的濃硫酸。
[0014]如此設(shè)置，與化學(xué)溶液反應(yīng)后的氫氣易含有水分，含有水分的氫氣在使用過程中無法提供高效的能源。濃硫酸將水分除去，使氫氣干燥，易被壓縮。
[0015]通過采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)相比具有:經(jīng)過氫氧化鈉溶液和濃硫酸溶液凈化的氫氣，純度和干燥度更高，便于使用。
【附圖說明】
[0016]圖1為氫氣凈化塔的凈化結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、塔體;2、進(jìn)氣管;3、出氣管;4、活性炭層;41、進(jìn)氣炭層;42、出氣炭層;5、化學(xué)洗滌層;51、洗滌液層;52、干燥層;6、防護(hù)層;7、氫氧化鈉溶液;8、濃硫酸;9、彎管；1、蓋子;11、輸出管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1對(duì)氫氣凈化塔做進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例1:一種氫氣凈化塔，參考圖1，包括塔體1、進(jìn)氣管2、出氣管3，進(jìn)氣管2位于塔體I下部，待洗氫氣從進(jìn)氣管2輸出，在塔體I內(nèi)向上輸送，出氣管3位于塔體I上部，氫氣在經(jīng)過整個(gè)塔體I內(nèi)的凈化過程后由出氣管3輸出壓縮儲(chǔ)存。
[0020]參考圖1，塔體I內(nèi)設(shè)有活性炭層4，活性炭層4用于初步吸附氫氣內(nèi)的雜質(zhì)。在吸附過程中，新制備出的氫氣含有少量氯化氫、氮?dú)狻⒍趸?、一氧化碳等雜質(zhì)，活性炭吸附除去一些雜質(zhì)后，氫氣雖然經(jīng)過凈化，但是純度仍達(dá)不到要求，此時(shí)將氫氣繼續(xù)向上輸送至活性炭層4上方的反應(yīng)層。
[0021]參考圖1，活性炭層4包括位于進(jìn)氣管2處初步過濾氫氣的進(jìn)氣炭層41、位于出氣管3處隔離外界氣體的出氣炭層42。進(jìn)氣管2處的活性炭層4用于初步過濾輸入的氫氣，并且與外界的空氣隔絕。位于出氣管3處的活性炭層4主要用于隔絕外部的空氣，防止輸氣的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障時(shí)，外界空氣不會(huì)因?yàn)樗wI內(nèi)輸出動(dòng)力的暫時(shí)喪失而進(jìn)入氫氣凈化塔。
[0022]參考圖1，塔體I內(nèi)還設(shè)有用于洗滌氫氣的化學(xué)洗滌層5，化學(xué)洗滌層5位于活性炭層4上方，從活性炭層4輸出的氫氣進(jìn)入化學(xué)洗滌層5進(jìn)一步凈化。
[0023]參考圖1，所化學(xué)洗滌層5的洗滌液層51和干燥層52分別包括容納槽、引至容納槽上方后向容納槽內(nèi)彎折的彎管9、與容納槽密閉連接的蓋子10、自蓋子10上引出后將氫氣輸至其他層的輸出管11。經(jīng)過進(jìn)氣炭層41的氫氣由輸出管11引至彎管9 一端，彎管9的另一端沒入化學(xué)溶液中，使氣體與化學(xué)溶液完全接觸反應(yīng)。
[0024]參考圖1，化學(xué)洗滌層5包括位于進(jìn)氣管2處的活性炭層4上方用于除去氫氣內(nèi)雜質(zhì)的洗滌液層51，洗滌液層51內(nèi)設(shè)有用于與氫氣內(nèi)酸性氣體反應(yīng)的氫氧化鈉溶液7 ο通常制備的氫氣中會(huì)含有酸性氣體、水分等雜質(zhì)，含有這些雜質(zhì)的氫氣被輸送進(jìn)洗滌液層51后，氯化氫等酸性雜質(zhì)與氫氧化鈉溶液7反應(yīng)，形成鹽與水。鹽類沉淀在溶液中，部分水隨著氫氣上升至干燥層52。
[0025]參考圖1，塔體I內(nèi)還包括位于洗滌液層51上方用于干燥氫氣的干燥層52，干燥層52內(nèi)設(shè)有吸附氫氣內(nèi)多余水分的濃硫酸8。氫氣內(nèi)的水分在與濃硫酸8接觸時(shí)，硫酸溶液濃度大于70%，這種濃度的硫酸具有強(qiáng)氧化性，含有大量未電離的硫酸分子，所以具有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性，從而使氫氣干燥、純度高。經(jīng)過凈化后的氫氣再?gòu)某鰵夤?輸出壓縮儲(chǔ)存。
[0026]氣體輸入液體產(chǎn)生氣泡，當(dāng)洗滌液層51或干燥層52的容器密閉程度降低等情況發(fā)生時(shí)，液體一旦掉落，與另一種液體反應(yīng)時(shí)，會(huì)造成溶液純度降低、雜質(zhì)變多，從而影響凈化氫氣的效果。洗滌液層51內(nèi)的氫氧化鈉溶液7和干燥層52之間的濃硫酸8屬于可以互相發(fā)生反應(yīng)的溶液，溶液濃度高時(shí)，反應(yīng)強(qiáng)烈，影響氫氣凈化塔的穩(wěn)定性，密閉設(shè)置的蓋子10能夠阻擋滴落的溶液污染洗滌液層51。
[0027]上述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氫氣凈化塔，包括塔體(I)、進(jìn)氣管(2)、出氣管(3)、塔體(I)內(nèi)的活性炭層(4)，其特征在于:所述活性炭層(4)包括位于進(jìn)氣管(2)處初步過濾氫氣的進(jìn)氣炭層(41)、位于出氣管(3)處隔離外界氣體的出氣炭層(42);所述塔體(I)內(nèi)還設(shè)有用于洗滌氫氣的化學(xué)洗滌層(5)，所述化學(xué)洗滌層(5)包括位于進(jìn)氣管(2)處的活性炭層(4)上方用于除去氫氣內(nèi)雜質(zhì)的洗滌液層(51)、位于洗滌液層(51)上方的干燥層(52 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化塔，其特征在于:所述化學(xué)洗滌層(5)包括容納槽、弓丨至容納槽上方后向容納槽內(nèi)彎折的彎管(9)、與容納槽密閉連接的蓋子(10)、自蓋子(10)上引出后將氫氣輸至其他層的輸出管(11)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氣凈化塔，其特征在于:所述洗滌液層(51)的容納槽內(nèi)設(shè)有用于與氫氣內(nèi)酸性氣體反應(yīng)的氫氧化鈉溶液(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫氣凈化塔，其特征在于:所述干燥層(52)的容納槽內(nèi)設(shè)有吸附氫氣內(nèi)多余水分的濃硫酸(8 )。
【文檔編號(hào)】C01B3/52GK205419768SQ201620213293
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】朱普林, 曹仕霞, 王健
【申請(qǐng)人】南京晨虹氫業(yè)有限公司