[发明专利]一段式变压吸附膜分离提纯氢气的方法及实现装置

权利要求书

1.一段式变压吸附膜分离提纯氢气的方法，其特征在于：包括以下步骤：

      a、吸附：将氢气含量为75%、二氧化碳含量为24.5%、一氧化碳含量为0.5%、压力为1.2Mpa的原料气按一定的时间间隔，分不同的时段，逐次按顺序送入吸附塔内，吸附塔内装填有氢气提纯吸附剂，利用对不同组分的不同吸附容量，将原料气中的二氧化碳及一氧化碳吸附，有效气成分氢气则从吸附塔顶部输出，经出口阀将产品氢气送出装置给用户，此时氢气的含量99.9%以上；

      b、再生：原料气在吸附塔内经过240秒吸附完成后，先对吸附塔进行均压降，接着进行逆放，逆放气进入膜分离单元，膜分离单元的非渗透气放空，渗透气存放于缓冲罐中，而后将渗透气回补到已抽空的吸附塔中，最后在吸附塔内完成均压升、终充，从而完成整个再生过程。

2.根据权利要求1所述的一段式变压吸附膜分离提纯氢气的方法，其特征在于：所述步骤b的具体过程为：

      b1、均压降：吸附过程结束后，顺着吸附方向将吸附塔内压力较高的气体放入其它已完成再生的压力较低的吸附塔内； 

      b2、逆放：吸附塔完成最后一次均压降之后，逆着吸附方向将吸附塔内的压力降至接近常压，此时得到的逆放气中氢气含量为35%、其余为二氧化碳及一氧化碳；

      b3、将逆放气加压后经膜分离单元后进入缓冲罐内暂存，此时氢气含量约为70%；

      b4、逆放完成后，对吸附塔进行抽真空处理；

      b5、抽空完成后，对吸附塔进行升压，最初的一次就是将缓冲罐中的逆放气回补至吸附塔内，称为初步升压；

b6、在初步升压完成后，用其它吸附塔内压力较高的氢气依次对该吸附塔进行升压； 

      b7、在完成最后一次均压升后，通过终充，缓慢而平稳地用产品气将吸附塔内的压力升至吸附压力。

3.一种实现权利要求1~2所述的一段式变压吸附膜分离提纯氢气的方法的装置，其特征在于：包括进气管（1）、至少3个吸附塔（2）、膜组件（4）、缓冲罐（5）、真空泵（6）、出气管（7）以及逆放管（3），所述进气管（1）、出气管（7）、逆放管（3）分别通过设有气动切断阀的管道与吸附塔（2）连通，所述膜组件（4）、真空泵（6）通过设有气动切断阀的管道与逆放管（11）连通，所述膜组件（4）通过设有气动切断阀的管道与缓冲罐（5）连通，所述缓冲罐（5）通过设有气动切断阀的管道与吸附塔（2）连通，所述吸附塔（2）通过设有气动切断阀的管道还连接有终充管（9）、均压管（10）。

4.根据权利要求3所述的一种高纯度高收率的氢气制备装置，其特征在于：所述终充管（9）与出气管（7）相连通，且终充管（9）与出气管（7）的连通处设有气动调节阀（8）。

5.根据权利要求3所述的一种高纯度高收率的氢气制备装置，其特征在于：所述出气管（7）上设有气动调节阀（8）。

6.根据权利要求3所述的一种高纯度高收率的氢气制备装置，其特征在于：所述吸附塔（2）有4个。