專利名稱：氫、氧分離器置換裝置及其置換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)氫氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其指氫、氧分離器置換裝置及其置換 方法。
背景技術(shù)：
氫、氧分離器是制氫系統(tǒng)的主要設(shè)備，現(xiàn)有的氫、氧分離器，如圖2所示，其上部 的介質(zhì)分別是氫氣、氧氣。底部介質(zhì)為氫氧化鉀溶液。對制氫系統(tǒng)進(jìn)行檢修、維護工 作時，要對氫、氧分離器la、 2a進(jìn)行置換操作，要求置換后，氫、氧分離器上部氣體 氧含量《0.5%，如氫、氧發(fā)生混合現(xiàn)象，就會導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。置換時首先氮氣從 氫、氧分離器la、 2a底部連通管進(jìn)入，由于進(jìn)入氫、氧分離器la、 2a上部的氮氣不均 會導(dǎo)致置換難以進(jìn)行；其次置換時間需要長達(dá)2小時以上；其三存在因操作失誤，導(dǎo)致 氫氧化鉀溶液進(jìn)入氮氣管道5a，會腐蝕控制儀表，造成系統(tǒng)癱瘓的安全隱患，有許多 廠發(fā)生過此類事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決第一個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種能快速置換 氫氣分離器和氧氣分離器中氣體的氫、氧分離器置換裝置。
本發(fā)明解決第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該氫、氧分離器置換裝置，包 括有與氫氣分離器和氧氣分離器相連通的氮氣管道，并在氮氣管道上設(shè)置有氮氣管截 止閥，其特征在于所述氮氣管道分別通過分管道與氫氣分離器上部的氫氣腔和氧氣 分離器上部的氧氣腔相連通，在氮氣管道與氫氣分離器和氧氣分離器的相連通的分管 道上設(shè)置有截止閥。
作為改進(jìn)，所述的截止閥有第一截止閥和第二截止閥組成，所述分管道有管道一 和管道二組成，所述的第一截止閥安裝于管道一上，管道一的一端與氮氣管截止閥相 連通，而管道一的另一端通過三通接頭與氫氣取樣閥和氧氣腔相連通，而所述的第二 截止閥安裝于管道二上，管道二的一端與氮氣管截止閥相連通，而管道二的另一端通 過三通接頭與氫氣取樣閥和氧氣腔相連通。
再改進(jìn)，所述氧氣腔與氧氣取樣闊相連通的管道三上設(shè)置有氧氣調(diào)壓閥，而在氫 氣腔與氫氣取樣閥相連通的管道四上設(shè)置有氫氣調(diào)壓閥，本發(fā)明所要解決第二個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種能快速對 氫、氧分離器進(jìn)行置換的方法。
本發(fā)明解決第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該氫、氧分離器置換方法其 特征在于包括如下步驟
對氧氣分離器的置換方法為，打開氮氣管上的截止閥，氮氣從截止閥進(jìn)入管道一 中，然后打開管道一中的第一截止閥，氮氣經(jīng)第一截止閥從管道三進(jìn)入氧氣分離器的 氧氣分離腔中，使氧氣分離腔中的氧氣與充入的氮氣混合，當(dāng)氧氣分離腔中混合氣體 的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第一截止閥而停止輸入氮氣；然后打開管道三上的氧氣調(diào)
壓閥，將混合氣從氧氣調(diào)壓閥排出，當(dāng)氧氣分離腔中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉
氧氣調(diào)壓閥，再打開第一截止閥在氧氣分離腔中充入氮氣，至氧氣分離腔中的壓力達(dá)
到0.5MPa時，再關(guān)閉第一截止閥而停止輸入氮氣；然后再打開管道三上的氧氣調(diào)壓 閥，將混合氣從氧氣調(diào)壓閥排出，至氧氣分離腔中的混合氣泄壓至0.1MPa，這樣重復(fù) 上述過程4至5次，然后打開管道三上的氧氣取樣閥，經(jīng)檢測當(dāng)氧氣分離腔中的氧氣含 氧量小于或等于0.5%時，即完成氧分離器的置換過程；而對氫氣分離器的置換方法 為，打開氮氣管上的截止閥，氮氣從截止閥進(jìn)入管道二中，然后打開管道二中的第二 截止閥，氮氣經(jīng)第二截止閥從管道四進(jìn)入氫氣分離器的氫氣分離腔中，使氫氣分離腔 中的氫氣與充入的氮氣混合，當(dāng)氫氣分離腔中混合氣體的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第 二截止閥而停止輸入氮氣；然后打開管道四上的氫氣調(diào)壓閥，將混合氣從氫氣調(diào)壓閥 排出，當(dāng)氫氣分離腔中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉氫氣調(diào)壓閥，再打開第二截止 闊在氫氣分離腔中充入氮氣，至氫氣分離腔中的壓力達(dá)到0.5MPa時，再關(guān)閉第二截止 閥而停止輸入氮氣；然后再打開管道四上的氫氣調(diào)壓閥，將混合氣從氫氣調(diào)壓閥排 出，至氧氣分離腔中的混合氣泄壓至0.1MPa，這樣重復(fù)上述過程4至5次，然后打開管 道三上的氧氣取樣閥，經(jīng)檢測當(dāng)氧氣分離腔中的氧氣含氧量小于或等于0.5%時，即完 成氫分離器的置換過程。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用氮氣管道分別通過分管道與氫氣分離器上部的氫氣 腔和氧氣分離器上部的氧氣腔相連通，在氮氣管道與氫氣分離器和氧氣分離器的相連 通的分管道上設(shè)置有截止閥。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于1、氮氣由原來從氫、氧分離器底 部連通管進(jìn)入，改為從氫、氧分離器上部直接進(jìn)入氫、氧分離腔中，從而克服了進(jìn)入 氫、氧分離器上部的氮氣不均會導(dǎo)致置換難的問題，并且有效地縮短了置換時間；2、 切底消除了氫氧化鉀溶液進(jìn)入氮氣管道情況的發(fā)生，避免氫氧化鉀溶液腐蝕控制儀表 而造成系統(tǒng)癱瘓的安全隱患，從而能快速和安全地實現(xiàn)置換氫、氧分離器腔中的氣 體。


圖l為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1所示，本實施例的氫、氧分離器置換裝置，包括有與氫氣分離器2和氧氣分離 器1相連通的氮氣管道5，并在氮氣管道5上設(shè)置有氮氣管截止閥51，氮氣管道5分別通 過分管道與氫氣分離器2上部的氫氣腔21和氧氣分離器1上部的氧氣腔11相連通，在氮 氣管道5與氫氣分離器2和氧氣分離器1的相連通的分管道上設(shè)置有截止閥。所述的截止 閥有第一截止閥41和第二截止閥31組成，所述分管道有管道一4和管道二3組成，所述 的第一截止閥41安裝于管道一4上，管道一4的一端與氮氣管截止閥51相連通，而管道 一4的另一端通過三通接頭與氫氣取樣閥42和氧氣腔11相連通，而所述的第二截止閥31 安裝于管道二3上，管道二3的一端與氮氣管截止閥51相連通，而管道二3的另一端通 過三通接頭與氫氣取樣閥32和氧氣腔21相連通。在氧氣腔11與氧氣取樣閥42相連通的 管道三13上設(shè)置有氧氣調(diào)壓閥12，而在氫氣腔21與氫氣取樣閥32相連通的管道四23上 設(shè)置有氫氣調(diào)壓閥22，
如圖1所示，本發(fā)明的氫、氧分離器置換方法包括如下步驟 對氧氣分離器l的置換方法為，打開氮氣管5上的截止閥51，氮氣從截止閥51進(jìn) 入管道一4中，然后打開管道一4中的第一截止閥41，氮氣經(jīng)第一截止閥41從管道三13 進(jìn)入氧氣分離器l的氧氣分離腔ll中，使氧氣分離腔ll中的氧氣與充入的氮氣混合，當(dāng) 氧氣分離腔ll中混合氣體的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第一截止閥41而停止輸入氮氣； 然后打開管道三13上的氧氣調(diào)壓閥12，將混合氣從氧氣調(diào)壓閥12排出，當(dāng)氧氣分離腔 11中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉氧氣調(diào)壓閥12，再打開第一截止閥41在氧氣分離 腔ll中充入氮氣，至氧氣分離腔ll中的壓力達(dá)到0.5MPa時，再關(guān)閉第一截止閥41而停 止輸入氮氣；然后再打開管道三13上的氧氣調(diào)壓閥12，將混合氣從氧氣調(diào)壓閥12排 出，至氧氣分離腔ll中的混合氣泄壓至0.1MPa，這樣重復(fù)上述過程4至5次，然后打開 管道三13上的氧氣取樣閥42，經(jīng)檢測當(dāng)氧氣分離腔11中的氧氣含氧量小于或等于0.5% 時，即完成氧分離器的置換過程；而對氫氣分離器2的置換方法為，打開氮氣管5上的 截止閥51，氮氣從截止閥51進(jìn)入管道二3中，然后打開管道二3中的第二截止閥31，氮 氣經(jīng)第二截止閥31從管道四23進(jìn)入氫氣分離器2的氫氣分離腔21中，使氫氣分離腔21中 的氫氣與充入的氮氣混合，當(dāng)氫氣分離腔21中混合氣體的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第 二截止閥31而停止輸入氮氣；然后打開管道四23上的氫氣調(diào)壓閥22，將混合氣從氫氣 調(diào)壓閥22排出，當(dāng)氫氣分離腔21中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉氫氣調(diào)壓閥22，再打開第二截止閥31在氫氣分離腔21中充入氮氣，至氫氣分離腔21中的壓力達(dá)到0.5MPa 時，再關(guān)閉第二截止閥31而停止輸入氮氣；然后再打開管道四23上的氫氣調(diào)壓閥22， 將混合氣從氫氣調(diào)壓閥22排出，至氧氣分離腔ll中的混合氣泄壓至0.1MPa，這樣重復(fù) 上述過程4至5次，然后打開管道三13上的氧氣取樣閥42，經(jīng)檢測當(dāng)氧氣分離腔ll中的 氧氣含氧量小于或等于0.5%時，即完成氫分離器的置換過程。
以下對本發(fā)明作進(jìn)一步說明-
1、 在氮氣分管道上新增二只截止閥，即第二截止閥31和第一截止閥41，氫、氧側(cè) 氣水分離器的取樣閥42、 32，改用三通分別與新增截止閥、管道相連通，并將置換用 的氮氣由原來從氫、氧分離器底部連通管進(jìn)入，改為從氫、氧分離器上部進(jìn)入。
2、 將氮氣進(jìn)入氫、氧分離器底部連通管6的截止閥61可長期關(guān)閉，當(dāng)然也可以為 常閉。
3、 置換時，往氫、氧分離器充壓至0.5MPa，然后泄壓至0.1MPa，這樣連續(xù)4-5次 即可達(dá)到置換要求，即氫、氧分離器上部氣體的氧含量《0.5%。
4、 打開截止閥51在往氫、氧分離器充壓時，為了保持氫、氧分離器液位平衡，可 以調(diào)整第一截止闊41和第二截止閥31的開度來控制。
5、 氫、氧分離器充壓至0.5MPa后，為了快速泄壓，可將槽壓設(shè)定為0.1MPa，通 過氫、氧調(diào)壓閥22、 12的自動控制，來達(dá)到目的。
權(quán)利要求
1、一種氫、氧分離器置換裝置，包括有與氫氣分離器(2)和氧氣分離器(1)相連通的氮氣管道(5)，并在氮氣管道(5)上設(shè)置有氮氣管截止閥(51)，其特征在于所述氮氣管道(5)分別通過分管道與氫氣分離器(2)上部的氫氣腔(21)和氧氣分離器(1)上部的氧氣腔(11)相連通，在氮氣管道(5)與氫氣分離器(2)和氧氣分離器(1)的相連通的分管道上設(shè)置有截止閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫、氧分離器置換裝置，其特征在于所述的截止閥有 第一截止閥(41)和第二截止閥(31)組成，所述分管道有管道一(4)和管道二(3)組成，所述 的第一截止閥(41)安裝于管道一(4)上，管道一(4)的一端與氮氣管截止閥(51)相連通，而 管道一(4)的另一端通過三通接頭與氧氣取樣閥(42)和氧氣腔(11)相連通，而所述的第二 截止閥(31)安裝于管道二(3)上，管道二(3)的一端與氮氣管截止閥(51)相連通，而管道 二(3)的另一端通過三通接頭與氫氣取樣閥(32)和氫氣腔(21灘連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫、氧分離器置換裝置，其特征在于所述氧氣腔(ll) 與氧氣取樣閥(42)相連通的管道三(13)上設(shè)置有氧氣調(diào)壓閥(12)，而在氫氣腔(21)與氫氣 取樣閥(32)相連通的管道四(23)上設(shè)置有氫氣調(diào)壓閥(22)。
4、 一種氫、氧分離器置換方法其特征在于包括如下步驟對氧氣分離器(l)的置換方法為，打開氮氣管(5)上的截止閥(51)，氮氣從截止閥 (51)進(jìn)入管道一(4)中，然后打開管道一(4)中的第一截止閥(41)，氮氣經(jīng)第一截止閥(41) 從管道三(13)進(jìn)入氧氣分離器(1)的氧氣分離腔(11)中，使氧氣分離腔(ll)中的氧氣與充 入的氮氣混合，當(dāng)氧氣分離腔(ll)中混合氣體的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第一截止閥 (41)而停止輸入氮氣；然后打開管道三(13)上的氧氣調(diào)壓閥(12)，將混合氣從氧氣調(diào)壓 閥(12)排出，當(dāng)氧氣分離腔(ll)中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉氧氣調(diào)壓閥(12)，再 打開第一截止閥(41)在氧氣分離腔(ll)中充入氮氣，至氧氣分離腔(li:)中的壓力達(dá)到O. 5MPa時，再關(guān)閉第一截止閥(41)而停止輸入氮氣；然后再打開管道三(13)上的氧氣調(diào) 壓闊(12)，將混合氣從氧氣調(diào)壓閥(12)排出，至氧氣分離腔(ll)中的混合氣泄壓至O.l MPa，這樣重復(fù)上述過程4至5次，然后打開管道三(13)上的氧氣取樣閥(42)，經(jīng)檢測當(dāng) 氧氣分離腔(11)中的氧氣含氧量小于或等于0.5%時，即完成氧分離器的置換過程；而 對氫氣分離器(2)的置換方法為，打開氮氣管(5)上的截止閥(51)，氮氣從截止閥(51)進(jìn)入 管道二(3)中，然后打開管道二(3)中的第二截止閥(31)，氮氣經(jīng)第二截止閥(31)從管道 四(23)進(jìn)入氫氣分離器(2)的氫氣分離腔(21)中，使氫氣分離腔(21)中的氫氣與充入的氮 氣混合，當(dāng)氫氣分離腔(21)中混合氣體的壓力達(dá)到0.5MPa時，關(guān)閉第二截止閥(31)而停 止輸入氮氣；然后打開管道四(23)上的氫氣調(diào)壓闊(22)，將混合氣從氫氣調(diào)壓閥(22)排 出，當(dāng)氫氣分離腔(21)中的混合氣泄壓至0.1MPa時，關(guān)閉氫氣調(diào)壓閥(22)，再打開第二截止岡(31)在氫氣分離腔(21)中充入氮氣，至氫氣分離腔(21)中的壓力達(dá)到0.5MPa 時，再關(guān)閉第二截止閥(31)而停止輸入氮氣；然后再打開管道四(23)上的氫氣調(diào)壓閥( 22)，將混合氣從氫氣調(diào)壓閥(22)排出，至氧氣分離腔(ll)中的混合氣泄壓至0.1MPa， 這樣重復(fù)上述過程4至5次，然后打開管道三(13)上的氧氣取樣閥(42)，經(jīng)檢測當(dāng)氧氣分 離腔(11)中的氧氣含氧量小于或等于0.5%時，即完成氫分離器的置換過程。
全文摘要
一種氫、氧分離器置換裝置及其置換方法，包括有與氫氣分離器(2)和氧氣分離器(1)相連通的氮氣管道(5)，并在氮氣管道(5)上設(shè)置有氮氣管截止閥(51)，所述氮氣管道(5)分別通過分管道與氫氣分離器(2)上部的氫氣腔(21)和氧氣分離器(1)上部的氧氣腔(11)相連通，在氮氣管道(5)與氫氣分離器(2)和氧氣分離器(1)的相連通的分管道上設(shè)置有截止閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于氮氣由原來從氫、氧分離器底部連通管進(jìn)入，改為從氫、氧分離器上部直接進(jìn)入氫、氧分離腔中，從而克服了進(jìn)入氫、氧分離器上部的氮氣不均會導(dǎo)致置換難的問題，并且有效地縮短了置換時間；切底消除了氫氧化鉀溶液進(jìn)入氮氣管道情況的發(fā)生，避免氫氧化鉀溶液腐蝕控制儀表而造成系統(tǒng)癱瘓的安全隱患，從而能快速和安全地實現(xiàn)置換氫、氧分離器腔中的氣體。
文檔編號C01B13/02GK101585510SQ20081006163
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者雨 柳, 王歡申, 趙占峰, 剛 陳, 顧立波 申請人:寧波寶新不銹鋼有限公司