可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氣體提純設備的技術領域，特別是氫氣提純變壓吸附裝置的技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來國內基礎工業快速發展，氫氣在各行業內的應用也迅速增長;氫氣不僅是一種“潔凈”的能源，也是一種十分重要的工業原料，它廣泛應用于石油、化工、電子、冶金、油脂、航天、輕工業等領域。隨著國家工業化進程的加快和城市化的推進，鋼鐵、有色金屬、石油化工等基礎工業將會穩步發展，為氫氣行業的增長奠定堅實基礎；電子、新能源等行業也將為氫氣的利用展開新的篇章，未來氫氣市場前景廣闊。氫氣的主要來源有電解水制氫；利用煤、天然氣、重油為原料和水蒸汽反應造氣，以及利用烴類轉化或焦爐氣制氫等；另外，一些工業生產中產生的含氫尾氣，如合成氨弛放氣、甲醇尾氣、脫甲烷塔尾氣以及各種裂解工藝的尾氣中都含有一定量的氫氣，對這些工業尾氣進行分離提純可以獲得高純氫氣。然而，對于含氫氣體的分離提純，工業上可以采用的分離方法有吸收法、深冷法、變壓吸附法、膜分離法以及金屬氫化物分離法等，這其中又以采用變壓吸附法提純氫氣最為廣泛。
[0003]變壓吸附(PSA)氣體分離與提純技術成為大型化工工業的一種生產工藝和獨立的單元操作過程，是在本世紀六十年代迅速發展起來的。一方面是由于隨著世界能源的短缺，各國和各行業越來越重視低品位資源的開發與利用，以及各國對環境污染的治理要求也越來越高，使得吸附分離技術在鋼鐵工業、氣體工業、電子工業、石油和化工工業中日益受到重視;另一方面，六十年代以來，吸附劑也有了重大發展，如性能優良的分子篩吸附劑的研制成功，活性炭、活性氧化鋁和硅膠吸附劑性能的不斷改進，以及ZSM特種吸附劑和活性炭纖維的發明，都為連續操作的大型吸附分離工藝奠定了技術基礎。
[0004]變壓吸附原理是利用相同壓力下不同氣體組份在吸附劑上的吸附能力不同和不同壓力下同一氣體組份在吸附劑上的吸附容量有差異的特性，來實現對混合氣中某一組份的分離提純。變換氣中氫是吸附能力最弱的組份，吸附壓力下變換氣中的其它強吸附組份被吸附在固體相吸附劑中，在吸附塔出口端獲得弱吸附組份產品氫氣。通過降壓、逆放和沖洗方式使強吸附組份從吸附劑上脫附出來，吸附劑得到再生，用于下一個吸附分離過程。
[0005]變壓吸附裝置中，隨著吸附劑的多次吸附，裝置性能會逐漸下降，從而影響變壓吸附裝置的使用壽命。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的就是解決現有變壓吸附裝置使用壽命受吸附劑性能影響的問題，提出一種可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，能夠使氫氣提純變壓吸附裝置擺脫在長期工作中頻繁的吸附再生而造成的吸附劑性能下降，從而實現氫氣提純變壓吸附裝置的使用壽命得到延長。
[0007]為實現上述目的，本實用新型提出了一種可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，包括吸附塔、吸附劑和吸附劑再生單元;所述吸附劑填充在所述吸附塔內，所述吸附劑再生單元包括加熱器、吸附劑清洗罐和再生氮氣裝置;所述吸附塔的頂部和底部分別連接有導氣管，所述加熱器通過導氣管與所述吸附塔的頂部相連;所述吸附塔的頂部和底部還設置有氫氣提純管路;所述吸附劑清洗罐設置在所述吸附塔上方的管路中；所述再生氮氣源通過導氣管與所述加熱器相連接。
[0008]作為優選，所述吸附塔的個數為一個或并聯的多個。
[0009]作為優選，所述加熱器內設置有電熱絲。
[0010]本實用新型的有益效果:本實用新型通過將吸附塔的上端和下端設置與氫氣提純管路并聯的吸附劑再生單元，可以在線對吸附劑進行再生處理，從而提升吸附劑的性能，延長吸附器的使用壽命。
[0011 ]本實用新型的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
[0012]【【附圖說明】】
[0013]圖1是本實用新型可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置的分布示意圖。
[0014]圖中:1_吸附塔、2-吸附劑、3-加熱器、4-氮氣源、5-吸附劑清洗罐、6-氫氣提純管路。
[0015]【【具體實施方式】】
[0016]參閱圖1，本實用新型可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，包括吸附塔1、吸附劑2和吸附劑再生單元;所述吸附劑2填充在所述吸附塔I內，所述吸附劑再生單元包括加熱器3、吸附劑清洗罐5和氮氣源4;所述吸附塔I的頂部和底部分別連接有導氣管，所述加熱器3通過導氣管與所述吸附塔I的頂部相連;所述吸附塔I的頂部和底部還設置有氫氣提純管路6;所述吸附劑清洗罐5設置在所述吸附塔I上方的管路中；所述氮氣源4通過導氣管與所述加熱器3相連接。
[0017]所述吸附塔I的個數為一個或并聯的多個。
[0018]所述加熱器3內設置有電熱絲。
[0019]本實用新型工作過程:本實用新型可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，其工作過程包括氫氣提純過程和吸附劑再生過程。
[0020]氫氣提純過程:
[0021]混合氣經吸附塔I下部的氫氣提純管路6進入吸附塔I內，經吸附塔I內的吸附劑2吸附提純作用，分離出的氫氣從吸附塔I上部的氫氣提純管路6排出。
[0022]吸附劑再生過程:
[0023]I)根據氮氣源4處的氮氣量確定每次再生的吸附塔I的數量；
[0024]2)將露點小于_40°C、壓力為0.2?1.0MPa的干燥氮氣經氮氣源4通過帶有電熱絲的加熱器加熱至200?250°C，從吸附塔I的頂部通入、底部排出，直到排出溫度達到120°C，持續2小時后停止加熱；
[0025]3)將露點小于_40°C的常溫干燥氮氣經氮氣源4從吸附塔I頂部通入、底部排出，直到出口溫度降至42°C以下，結束通氣；
[0026]4)吸附劑2在吸附劑清洗罐5內進行清洗。
[0027]本實用新型，通過將吸附塔的上端和下端設置與氫氣提純管路并聯的吸附劑再生單元，可以在線對吸附劑進行再生處理，從而提升吸附劑的性能，延長吸附器的使用壽命。
[0028]上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新型簡單變換后的方案均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，其特征在于:包括吸附塔(1)、吸附劑(2)和吸附劑再生單元;所述吸附劑(2)填充在所述吸附塔(I)內，所述吸附劑再生單元包括加熱器(3)、吸附劑清洗罐(5)和氮氣源(4);所述吸附塔(I)的頂部和底部分別連接有導氣管，所述加熱器(3)通過導氣管與所述吸附塔(I)的頂部相連;所述吸附塔(I)的頂部和底部還設置有氫氣提純管路(6);所述吸附劑清洗罐(5)設置在所述吸附塔(I)上方的管路中；所述氮氣源(4)通過導氣管與所述加熱器(3)相連接。2.如權利要求1所述的可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，其特征在于:所述吸附塔(I)的個數為一個或并聯的多個。3.如權利要求1所述的可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，其特征在于:所述加熱器(3)內設置有電熱絲。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可延長使用壽命的氫氣提純變壓吸附裝置，包括吸附塔、吸附劑和吸附劑再生單元；所述吸附劑填充在所述吸附塔內，所述吸附劑再生單元包括加熱器、吸附劑清洗罐和再生氣裝置；所述吸附塔的頂部和底部分別連接有導氣管，所述加熱器通過導氣管與所述吸附塔的頂部相連；所述吸附塔的頂部和底部還設置有氫氣提純管路；所述吸附劑清洗罐設置在所述吸附塔上方的管路中；所述氮氣源通過導氣管與所述加熱器相連接。本實用新型能夠使氫氣提純變壓吸附裝置擺脫在長期工作中頻繁的吸附再生而造成的吸附劑性能下降，從而實現氫氣提純變壓吸附裝置的使用壽命得到延長。
【IPC分類】C01B3/56, B01D53/047
【公開號】CN205252835
【申請號】CN201521056228
【發明人】郭然非, 夏爐林, 呂標, 鄭廣明, 張琦
【申請人】杭州寶諾化工科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月17日