一種氫氣純化干燥裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氫氣純化干燥裝置，包括四通閥，四通閥的A口連接進氫管道，四通閥的P口連接1號純化系統(tǒng)，四通閥的B口連接2號純化系統(tǒng)，四通閥的T口連接用戶輸出管道，1號純化系統(tǒng)和2號純化系統(tǒng)之間連接冷干機，1號純化系統(tǒng)中的1號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置1號加熱裝置；2號純化系統(tǒng)中的2號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置2號加熱裝置，本實用新型的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)簡化，內(nèi)置式加熱能高效率利用熱能；冷卻除水穩(wěn)定，效率高；利用過程氣再生，把工作循環(huán)和再生循環(huán)合二為一。
【專利說明】
一種氫氣純化干燥裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及氫氣純化干燥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫氣純化干燥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)合金生產(chǎn)中氧化鎢還原時需使用到氫氣，由水電解而得的氫氣需要進行干燥純化處理?，F(xiàn)有的干燥純化裝置多數(shù)采用分子篩吸附塔，因其可再生利用，干燥純化裝置內(nèi)普遍設(shè)置2個分子篩吸附塔，能夠倒換分子篩吸附塔實現(xiàn)可再生操作，但是裝置中卻存在多種冋題。
[0003]如圖1所示，一氫氣純化干燥系統(tǒng)，該裝置采用外置式加熱，采用冷凍機產(chǎn)生的冷凍水間接冷卻，再生過程需要羅茨鼓風(fēng)機實行強制循環(huán)，系統(tǒng)循環(huán)分為工作循環(huán)和再生循環(huán):
[0004]1、當(dāng)I#塔為工作塔，2#塔為再生塔時，開①、③、⑥、⑧號閥門，關(guān)②、④、⑤、⑦號閥門；
[0005]2、當(dāng)2#塔為工作塔，I#塔為再生塔時，開②、④、⑤、⑦號閥門，關(guān)①、③、⑥、⑧號閥門；
[0006]上述的裝置運行存在如下問題:
[0007]1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在再生過程中一直需要一臺羅茨鼓風(fēng)機工作強制循環(huán)，能耗高，干燥塔相互倒換的時候需要操作多個閥門，在有鼓風(fēng)栗抽送的場合，如果閥門操作過慢會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)負壓，氫氣系統(tǒng)在負壓下最危險；
[0008]2、開關(guān)閥門過多切換速度慢，為避免系統(tǒng)不出現(xiàn)負壓規(guī)定操作順序為先開后關(guān)，這樣容易造成工作循環(huán)與再生循環(huán)氣體互串，影響工作氣質(zhì)量，另外其中4個閥門處于高溫的環(huán)境下工作，密封結(jié)構(gòu)易老化，易發(fā)生相互串氣現(xiàn)象，安全性不高；
[0009]3、氫氣加熱為單獨的加熱器，氫氣經(jīng)過加熱器再通過管道才能夠到干燥塔內(nèi)，管道和干燥加熱器本身散去大量熱量，沒有考慮到輻射熱的回收，能耗高；
[0010]4、采用冷凍機產(chǎn)生的冷凍水，栗送到管殼式熱交換器，氫氣通過熱交換器實現(xiàn)間接降溫除水，氫氣冷卻的溫度受季節(jié)性的影響冷卻溫度波動大。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于提供一種氫氣純化干燥裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的安全性不高、工作氣質(zhì)量受影響、熱量利用率不高、冷卻溫度不穩(wěn)定的問題。
[0012]為了達到上述目的本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0013]—種氫氣純化干燥裝置，包括一四通閥，所述四通閥的A 口連接有進氫管道，所述四通閥的P 口連接有I號純化系統(tǒng)，所述四通閥的B 口連接有2號純化系統(tǒng)，所述四通閥的T 口連接有用戶輸出管道，所述I號純化系統(tǒng)和2號純化系統(tǒng)之間還連接有一冷干機，
[0014]所述I號純化系統(tǒng)包括I號傳輸管道，其一端連接在所述P口，另一端連接在所述冷干機上，其上從P 口到冷干機方向依次串接有I號分子篩干燥塔、I號水預(yù)冷換熱器；
[0015]所述2號純化系統(tǒng)包括2號傳輸管道，其一端連接在所述B口，另一端連接在所述冷干機上，其上從B 口到冷干機方向依次串接有2號分子篩干燥塔、2號水預(yù)冷換熱器；
[0016]所述I號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置有I號加熱裝置；
[0017]所述2號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置有2號加熱裝置。
[0018]進一步地，所述I號加熱裝置位于所述I號分子篩干燥塔中央，所述I號分子篩干燥塔的進氣口位于所述加熱裝置上端，出氣口位于I號分子篩干燥塔中央的外側(cè)壁上部。
[0019]進一步地，所述2號加熱裝置位于所述2號分子篩干燥塔中央，所述2號分子篩干燥塔的進氣口位于所述2號加熱裝置上端，出氣口位于2號分子篩干燥塔的外側(cè)壁上部。
[0020]進一步地，所述I號分子篩干燥塔中央開有安裝所述I號加熱裝置的I號安裝孔，I號安裝孔的上端和I號加熱裝置8的上端均設(shè)有I號連接法蘭，實現(xiàn)I號加熱裝置在I號安裝孔中的固定連接。
[0021]進一步地，所述2號分子篩干燥塔中央開有安裝所述2號加熱裝置的2號安裝孔，2號安裝孔的上端和2號加熱裝置的上端均設(shè)有2號連接法蘭，實現(xiàn)2號加熱裝置在2號安裝孔中的固定連接。
[0022]本實用新型的優(yōu)點在于:1、采用I個四通閥，完成2個分子篩吸附塔相互倒換；
[0023]2、采用內(nèi)置式加熱裝置，加熱裝置輻射的熱量能被分子篩吸附塔吸收，充分利用熱量，節(jié)能環(huán)保；
[0024]3、從分子篩吸附塔出來的氫氣其經(jīng)過水初級預(yù)冷后，進入冷干機冷卻除水，能四季恒溫，不因季節(jié)變化而波動；
[0025]4、純化裝置的結(jié)構(gòu)縮小，占地面積小，無需羅茨栗，節(jié)約電量；
[0026]5、利用過程氣再生，把工作循環(huán)和再生循環(huán)合二為一。
【附圖說明】
[0027]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0028]圖1是【背景技術(shù)】純化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本實用新型純化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是本實用新型I號加熱裝置安裝在I號分子篩干燥塔的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本實用新型，在此以本實用新型的示意性實施例及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0032]如圖2所示，包括一四通閥111，所述四通閥111的A 口連接有進氫管道9，所述四通閥111的P 口連接I號純化系統(tǒng)，所述四通閥111的B 口連接2號純化系統(tǒng)，所述四通閥111的T口連接用戶輸出管道12，所述I號純化系統(tǒng)和2號純化系統(tǒng)之間連接有一冷干機51，
[0033]所述I號純化系統(tǒng)包括I號傳輸管道11，其一端連接在所述P口，另一端連接在所述冷干機51上，其上依次串接有I號分子篩干燥塔71、1號水預(yù)冷換熱器61;
[0034]所述2號純化系統(tǒng)包括2號傳輸管道10，其一端連接在所述B口，另一端連接在所述冷干機51上，其上依次串接有2號分子篩干燥塔31、2號水預(yù)冷換熱器41;
[0035]如圖3所示，所述I號分子篩干燥塔71內(nèi)設(shè)置有I號加熱裝置81;
[0036]所述2號分子篩干燥塔31內(nèi)設(shè)置有2號加熱裝置21。
[0037]所述I號加熱裝置81位于所述I號分子篩干燥塔71中央，所述I號分子篩干燥塔71的進氣口位于所述I號加熱裝置81上端，出氣口位于外側(cè)壁上部。所述2號加熱裝置21位于所述2號分子篩干燥塔31中央，所述2號分子篩干燥塔31的進氣口位于所述2號加熱裝置21上端，出氣口位于外側(cè)壁上部。
[0038]所述I號分子篩干燥塔71中央開有安裝所述I號加熱裝置81的I號安裝孔，I號安裝孔的上端設(shè)有I號上連接法蘭13，1號加熱裝置81的上端設(shè)有I號下連接法蘭14，實現(xiàn)I號加熱裝置71在I號安裝孔中的固定連接。
[0039]所述2號分子篩干燥塔31中央開有安裝所述2號加熱裝置21的2號安裝孔，2號安裝孔的上端2號上連接法蘭，2號加熱裝置的上端設(shè)有2號下連接法蘭，實現(xiàn)2號加熱裝置21在2號安裝孔中的固定連接。
[0040]2號加熱裝置21安裝在2號分子篩干燥塔31的結(jié)構(gòu)與I號加熱裝置81安裝結(jié)構(gòu)一樣，此處不重復(fù)提供相同結(jié)構(gòu)示意圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)圖3推測2號加熱裝置21和2號分子篩干燥塔31的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]本實用新型的工作原理如下:
[0042](I)設(shè)定系統(tǒng)工作參數(shù)，將由水電解氫氣站引來的氫氣(含水量約5.6?7.3g/m2)從進氫管道9引入經(jīng)過四通閥111，若進氫管道9和I號傳輸管道11聯(lián)通、2號傳輸管道10和用戶輸送管道12連通，則含水的氫氣進入I號傳輸管道11;
[0043](2)1號加熱裝置81啟動，加熱到360°C，氫氣從I號傳輸管道11進入I號加熱裝置81受熱；
[0044](3)加熱后的氫氣進入I號分子篩干燥塔71的分子篩中，同時I號加熱裝置81本身輻射出大量的熱能，使分子篩受熱，分子篩中的水分蒸發(fā)隨氫氣從出氣口排出；
[0045](4)含水的氫氣進入I號水預(yù)冷換熱器61進行一級換熱除水，氫氣中的水蒸氣預(yù)冷液化排出；
[0046](5)經(jīng)過一級除水后的氫氣進入冷干機51，溫度降至2°C，進一步除水；
[0047](6)除去大部分水分的氫氣進入2號純化系統(tǒng)，2號加熱裝置21不啟動，氫氣經(jīng)過2號水預(yù)冷換熱器41后進入2號分子篩干燥塔31進行深度脫水，氫氣的含水量降到10PPM，而后從出氣口排出，進入用戶輸送管道12，輸送到用戶端；
[0048](7)當(dāng)I號加熱裝置81工作時長到達設(shè)定時間后，系統(tǒng)自動切換四通閥111的聯(lián)通，使進氫管道9和2號傳輸管道10聯(lián)通，I號傳輸管道11和用戶輸送管道12聯(lián)通；
[0049](8)含水的氫氣從進氫管道9進入經(jīng)過四通閥111，進入2號傳輸管道10;
[0050](9)2號加熱裝置21啟動，氫氣從2號傳輸管道10進入2號加熱裝置21受熱；
[0051 ] (10)加熱后的氫氣進入2號分子篩干燥塔31的分子篩中，同時2號加熱裝置21本身輻射出大量的熱能，使分子篩受熱，分子篩中的水分蒸發(fā)隨氫氣從出氣口排出；
[0052](11)含水的氫氣進入2號水預(yù)冷換熱器41進行一級換熱除水，氫氣中的水蒸氣預(yù)冷液化排出；
[0053](12)經(jīng)過一級除水后的氫氣進入冷干機51，深冷至2°C，進一步除水；
[0054](13)除去大部分水分的氫氣進入I號純化系統(tǒng)，I號加熱裝置81不啟動，氫氣經(jīng)過I號水預(yù)冷換熱器61后進入I號分子篩干燥塔71進行深度脫水，氫氣的含水量降到10PPM，而后從出氣口排出，進入用戶輸送管道12，輸送到用戶端；
[0055](14)當(dāng)2號加熱裝置21工作時長達到設(shè)定的時間時，系統(tǒng)自動切換四通閥111的聯(lián)通，使進氫管道9和I號傳輸管道11聯(lián)通，2號傳輸管道10和用戶輸送管道聯(lián)通12，返回步驟
(I)。
[0056]以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在【具體實施方式】以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【主權(quán)項】
1.一種氫氣純化干燥裝置，其特征在于: 包括一四通閥，所述四通閥的A口連接有進氫管道，所述四通閥的P口連接有I號純化系統(tǒng)，所述四通閥的B 口連接有2號純化系統(tǒng)，所述四通閥的T 口連接有用戶輸出管道，所述I號純化系統(tǒng)和2號純化系統(tǒng)之間還連接有一冷干機， 所述I號純化系統(tǒng)包括I號傳輸管道，其一端連接在所述P口，另一端連接在所述冷干機上，其上從P 口到冷干機方向依次串接有I號分子篩干燥塔、I號水預(yù)冷換熱器； 所述2號純化系統(tǒng)包括2號傳輸管道，其一端連接在所述B口，另一端連接在所述冷干機上，其上從B 口到冷干機方向依次串接有2號分子篩干燥塔、2號水預(yù)冷換熱器； 所述I號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置有I號加熱裝置； 所述2號分子篩干燥塔內(nèi)設(shè)置有2號加熱裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣純化干燥裝置，其特征在于: 所述I號加熱裝置位于所述I號分子篩干燥塔中央，所述I號分子篩干燥塔的進氣口位于所述加熱裝置上端，出氣口位于I號分子篩干燥塔中央的外側(cè)壁上部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氫氣純化干燥裝置，其特征在于: 所述2號加熱裝置位于所述2號分子篩干燥塔中央，所述2號分子篩干燥塔的進氣口位于所述加熱裝置上端，出氣口位于2號分子篩干燥塔的外側(cè)壁上部。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氫氣純化干燥裝置，其特征在于: 所述I號分子篩干燥塔中央開有安裝所述I號加熱裝置的I號安裝孔，I號安裝孔的上端和I號加熱裝置的上端均設(shè)有I號連接法蘭，實現(xiàn)I號加熱裝置在I號安裝孔中的固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氫氣純化干燥裝置，其特征在于: 所述2號分子篩干燥塔中央開有安裝所述2號加熱裝置的2號安裝孔，2號安裝孔的上端和2號加熱裝置的上端均設(shè)有2號連接法蘭，實現(xiàn)2號加熱裝置在2號安裝孔中的固定連接。
【文檔編號】B01D53/04GK205517158SQ201620089134
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】王忠平, 董純潔, 蔡家禮, 郭光富, 黃偉, 羅海鵬, 柏飛, 王波, 李章序
【申請人】河源富馬硬質(zhì)合金股份有限公司