用控制器調(diào)節(jié)閥V10，流量小于或等于設(shè)定流量值時(shí)開大閥VlO，反之則關(guān)小閥VlO。
[0034]上述中，控制器通過壓力計(jì)PI4和壓力計(jì)PI5的壓差值調(diào)節(jié)閥VlO的流量大小和閥V13的開關(guān)。壓差值低于設(shè)定值(一般情況下為0.5MPa)開大閥V10，壓差值小于或等于0.1MPa時(shí)聯(lián)鎖全開閥V13 ；當(dāng)壓力計(jì)PI2小于等于1.2MPa時(shí)，閥VlO聯(lián)鎖關(guān)閉，閥V13全開，停止兩臺(tái)氫氣壓縮機(jī)、緩慢關(guān)小(每20秒關(guān)10%，直至全關(guān))，當(dāng)流量計(jì)FICl流量小于或等于設(shè)定值時(shí)，緩慢打開閥V7(每20秒開10%，直至流量大于設(shè)定值時(shí)停止開閥)。
[0035]參照?qǐng)D1、6，氫氣純化管路上設(shè)有產(chǎn)品氣輸出管路和尾氣輸出管路，一般情況下，純化氫氣的過程中，在產(chǎn)生高純度氫氣的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一部分不純凈的氫氣氣體，因?yàn)闀?huì)將兩種氣體通過兩種管路分開輸出。通常都會(huì)通過提純塔，提純塔內(nèi)設(shè)有多個(gè)提純裝置，每個(gè)提純裝置上都會(huì)設(shè)有兩種不同的出氣道，一種是高純度氫氣，另一種則是雜質(zhì)氫氣，這種實(shí)現(xiàn)方式就是采用鈀復(fù)合膜來實(shí)現(xiàn)的；參照?qǐng)D6，塔內(nèi)具有四個(gè)鈀復(fù)合膜提純裝置，通過進(jìn)氣端進(jìn)氣，進(jìn)入至每個(gè)提純裝置內(nèi)，在從每個(gè)提純裝置的出氣道內(nèi)輸出，其中，在進(jìn)氣端的管路上均設(shè)有自動(dòng)閥，如圖中的閥V101、V102、V201、V202、V301、V302、V401、V402，均為設(shè)置在進(jìn)氣端管路上的自動(dòng)閥，當(dāng)然也會(huì)在進(jìn)氣端的管路上設(shè)置檢測(cè)分析用的閥V20，在每個(gè)提純裝置的尾氣輸出管路上均會(huì)設(shè)置自動(dòng)閥，如圖中的V103、V203、V303、V403，在每個(gè)提純裝置的產(chǎn)品氣輸出管路上均會(huì)設(shè)置自動(dòng)閥，如圖中的V104、V204、V304、V404，同時(shí)也會(huì)設(shè)置測(cè)溫?zé)犭娕鸡肠?0、ΤΙ11、ΤΙ12、ΤΙ13，以及檢測(cè)分析用的閥V108、V208、V308、V408。這種設(shè)置方式僅僅為一種優(yōu)選方式，當(dāng)然可以根據(jù)實(shí)際的使用方式對(duì)閥以及測(cè)溫?zé)犭娕嫉冗M(jìn)行實(shí)際的調(diào)整。
[0036]參照?qǐng)D1、3、5、6，原料氫氣進(jìn)料管路和氫氣純化管路之間通過換熱管路連通，換熱管路與氫氣純化管路之間設(shè)有防爆電加熱器12 ;參照?qǐng)D3，換熱管路包括并聯(lián)連接的尾氣換熱器13、產(chǎn)品氣換熱器14，兩換熱器的進(jìn)氣端分別與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端連接、出氣端分別與防爆電加熱器12連接；產(chǎn)品氣輸出管路連接有產(chǎn)品氣換熱管路，尾氣輸出管路連接有尾氣換熱管路，產(chǎn)品氣換熱管路通過產(chǎn)品氣換熱器換熱后與儲(chǔ)氫供氫管路連接，尾氣換熱管路通過尾氣換熱器換熱后與放空管路一連接。當(dāng)然，會(huì)在這些管路中設(shè)置一些測(cè)溫?zé)犭娕?，如圖中的測(cè)溫?zé)犭娕糡12、T13、T14、T16、T18，均為設(shè)置在管路上方便隨時(shí)隨地檢測(cè)管路的溫度變化情況，以便做出快速而又準(zhǔn)確的判斷和調(diào)控。尾氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V4和測(cè)溫?zé)犭娕糡H，尾氣換熱管路換熱后的輸出端與放空管路一的進(jìn)氣端之間管路上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕鸡肠?，控制器通過測(cè)溫?zé)犭娕鸡肠?和測(cè)溫?zé)犭娕糡Il的溫差值調(diào)節(jié)閥V4的流量大小，溫差大于或等于溫差設(shè)定值(8°C)開大閥V4，反之則關(guān)小閥V4。產(chǎn)品氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V5和測(cè)溫?zé)犭娕糡I2，產(chǎn)品氣換熱管路換熱后的輸出端與儲(chǔ)氫供氫管路的進(jìn)氣端之間管路上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕糡I7，控制器通過測(cè)溫?zé)犭娕糡I7和測(cè)溫?zé)犭娕糡I2的溫差值調(diào)節(jié)閥V5的流量大小，溫差大于或等于溫差設(shè)定值(8°C)開大閥V5，反之則關(guān)小閥V5。
[0037]參照?qǐng)D1、5，防爆電加熱器12與氫氣純化管路連接的管路上設(shè)有閥V9。防爆電加熱器12上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕糡I9，測(cè)溫?zé)犭娕糡I9可通過控制器控制閥V2、V7、V9、V10、V13的開關(guān)。
[0038]本氫氣純化系統(tǒng)由:鈀膜純化器、防爆電加熱器、產(chǎn)品氣換熱器、尾氣換熱器、精密過濾器、流量計(jì)、測(cè)溫?zé)犭娕?溫度傳感器)、壓力計(jì)(壓力傳感器)和必要的手動(dòng)、氣動(dòng)控制閥件等組成，所有管路均為經(jīng)酸堿清洗和高純氮?dú)獯祾咛幚淼牟讳P鋼管，以保證鈀膜純化系統(tǒng)能生產(chǎn)99.9999%或更高純度的超純氫氣。
[0039]待純化原料氫氣經(jīng)自動(dòng)閥V2控制、孔板流量計(jì)FIC2計(jì)量和精密過濾器過濾后，分為兩路，一路為經(jīng)自動(dòng)閥V4控制流量，進(jìn)入尾氣換熱器，另一路為經(jīng)自動(dòng)閥V5控制流量，進(jìn)入產(chǎn)品氣換熱器，經(jīng)換熱器換熱后的兩路氣體匯合進(jìn)入防爆電加熱器氣加熱，氣體加熱到一定溫度時(shí)進(jìn)入四組鈀膜純化器，在膜管內(nèi)部較高分壓的氫氣在壓力差的推動(dòng)下通過鈀膜向另外一側(cè)滲透，而其他非氫氣體由于不能透過鈀膜而得到有效攔截和去除，從而完成氫氣的純化。產(chǎn)品氫氣進(jìn)入產(chǎn)品氣換熱器與原料氣進(jìn)行換熱，然后經(jīng)由孔板流量計(jì)FIC4計(jì)量、自動(dòng)閥VlO控制進(jìn)入產(chǎn)品氫緩沖罐，供應(yīng)給氫氣壓縮機(jī)。滲余氣進(jìn)入尾氣換熱與原料氫進(jìn)行換熱，然后經(jīng)由孔板流量計(jì)FIC3計(jì)量、自動(dòng)閥V14控制進(jìn)入排空管道至高點(diǎn)放空。
[0040]流程主要分為兩大部分:即原料氣預(yù)處理與鈀膜純化H2。
[0041](I)原料氣預(yù)處理
[0042]待純化原料氫氣經(jīng)自動(dòng)閥V2控制、流量計(jì)FIC2計(jì)量后，接著經(jīng)過精密過濾器，其濾芯主要材料為微孔不銹鋼棒，可有效檔截原料H2中夾帶的粉塵粒子。然后分為兩路，一路為經(jīng)自動(dòng)閥V4控制流量，進(jìn)入尾氣換熱器，另一路為經(jīng)自動(dòng)閥V5控制流量，進(jìn)入產(chǎn)品氣換熱器，經(jīng)換熱器換熱后的兩路氣體匯合進(jìn)入防爆電加熱器氣加熱，將原料H2升溫到一定溫度時(shí)左右。
[0043](2)鈀膜純化H2
[0044]原料氣經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)入鈀膜純化器，在壓力差的推動(dòng)力作用下，99.9999%的超純H2在滲透?jìng)?cè)被富集，而CH 4、02、H2O, CO、CO2, N2和四氫呋喃等有害雜質(zhì)則被鈀膜攔截而保留在滲余氣中，送至排空管網(wǎng)。產(chǎn)品氫氣進(jìn)入產(chǎn)品氣換熱器與原料氣進(jìn)行換熱，然后經(jīng)由流量計(jì)FIC4計(jì)量、自動(dòng)閥VlO控制進(jìn)入產(chǎn)品氫緩沖罐，供應(yīng)給用戶。
[0045]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非依此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，故:凡依本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，包括原料氫氣進(jìn)料管路、氫氣純化管路、儲(chǔ)氫供氫管路以及放空管路一；原料氫氣進(jìn)料管路包括閥V02以及精密過濾器，閥V02和精密過濾器之間設(shè)有閥V2 ;原料氫氣進(jìn)料管路上連接有氮?dú)膺M(jìn)料管路，氮?dú)膺M(jìn)料管路的輸出端與精密過濾器的進(jìn)氣端連接，氮?dú)膺M(jìn)料管路上設(shè)有閥V7 ;儲(chǔ)氫供氫管路上由進(jìn)氣端至出氣端依次設(shè)有放空管路二、閥V10，放空管路二上設(shè)有閥V13 ;氫氣純化管路上設(shè)有產(chǎn)品氣輸出管路和尾氣輸出管路；放空管路一上設(shè)有閥V14 ;其特征在于:原料氫氣進(jìn)料管路和氫氣純化管路之間通過換熱管路連通，換熱管路與氫氣純化管路之間設(shè)有防爆電加熱器；換熱管路包括并聯(lián)連接的尾氣換熱器、產(chǎn)品氣換熱器，兩換熱器的進(jìn)氣端分別與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端連接、出氣端分別與防爆電加熱器連接；產(chǎn)品氣輸出管路連接有產(chǎn)品氣換熱管路，尾氣輸出管路連接有尾氣換熱管路，產(chǎn)品氣換熱管路通過產(chǎn)品氣換熱器換熱后與儲(chǔ)氫供氫管路連接，尾氣換熱管路通過尾氣換熱器換熱后與放空管路一連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述尾氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V4和測(cè)溫?zé)犭娕糡H，尾氣換熱管路換熱后的輸出端與放空管路一的進(jìn)氣端之間管路上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕糡I5，控制器通過測(cè)溫?zé)犭娕糡I5和測(cè)溫?zé)犭娕糡Il的溫差值調(diào)節(jié)閥V4的流量大小。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述產(chǎn)品氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V5和測(cè)溫?zé)犭娕糡I2，產(chǎn)品氣換熱管路換熱后的輸出端與儲(chǔ)氫供氫管路的進(jìn)氣端之間管路上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕糡I7，控制器通過測(cè)溫?zé)犭娕糡I7和測(cè)溫?zé)犭娕糡I2的溫差值調(diào)節(jié)閥V5的流量大小。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述防爆電加熱器與氫氣純化管路連接的管路上設(shè)有閥V9。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述防爆電加熱器上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕糡I9，測(cè)溫?zé)犭娕糡I9可通過控制器控制閥V2、V7、V9、V10、V13的開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述原料氫氣進(jìn)料管路上設(shè)有流量計(jì)FIC2和壓力計(jì)PI2，流量計(jì)FIC2通過控制器控制閥V2的流量大小，壓力計(jì)PI2通過控制器控制閥VlO和V13的開關(guān)。7.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述氮?dú)膺M(jìn)料管路上設(shè)有流量計(jì)FICl，流量計(jì)FICl通過控制器控制閥V7的開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)氫供氫管路上設(shè)有流量計(jì)FIC4，流量計(jì)FIC4通過控制器控制閥VlO的流量大小。9.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述放空管路一上設(shè)有壓力計(jì)PI4和流量計(jì)FIC3，流量計(jì)FIC3通過控制器控制閥V14的流量大??；所述儲(chǔ)氫供氫管路上設(shè)有壓力計(jì)PI5 ;控制器通過壓力計(jì)PI4和壓力計(jì)PI5的壓差值調(diào)節(jié)閥VlO的流量大小和閥V13的開關(guān)。10.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，其特征在于:所述產(chǎn)品氣輸出管路上設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕肌?br>【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，包括原料氫氣進(jìn)料管路、氫氣純化管路、儲(chǔ)氫供氫管路以及放空管路一；原料氫氣進(jìn)料管路和氫氣純化管路之間通過換熱管路連通，換熱管路與氫氣純化管路之間設(shè)有防爆電加熱器；換熱管路包括并聯(lián)連接的尾氣換熱器、產(chǎn)品氣換熱器，兩換熱器的進(jìn)氣端分別與原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端連接、出氣端分別與防爆電加熱器連接；產(chǎn)品氣輸出管路連接有產(chǎn)品氣換熱管路，尾氣輸出管路連接有尾氣換熱管路，產(chǎn)品氣換熱管路通過產(chǎn)品氣換熱器換熱后與儲(chǔ)氫供氫管路連接，尾氣換熱管路通過尾氣換熱器換熱后與放空管路一連接。優(yōu)點(diǎn)是：防爆安全、加熱穩(wěn)定、節(jié)能高效，整個(gè)系統(tǒng)的操控性強(qiáng)，投資成本低，高純度氫氣的轉(zhuǎn)化效果好。
【IPC分類】C01B3/56
【公開號(hào)】CN204752198
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520516433
【發(fā)明人】林定標(biāo), 陳崇文, 陳輝, 屈波, 陶宏偉, 王培正
【申請(qǐng)人】浙江海天氣體有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日