[发明专利]非稳态下由含氢气体制备高纯氢气的装置及方法

权利要求书

1.一种非稳态下由含氢气体制备高纯氢气的装置，该装置按照物流的走向，依次包括：

含氢气体供给单元(9)；

变压吸附单元(1)，用于对来自含氢气体供给单元(9)的含氢气体中相对于氢气的重组分气体进行变压吸附，获得含氢中间产品气；

氢气吸收单元(2)，用于对所述含氢中间产品气中的氢气进行吸收；

氢气储存单元(3)，用于接收来自氢气吸收单元(2)的解析氢气；

再生气体回流管线(4)，用于将对变压吸附单元(1)进行再生后获得的再生气体输送至含氢气体供给单元(9)，并与其中含有的气体混合后作为所述含氢气体。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括第一气体回收单元(5)，用于对变压吸附单元(1)进行均降压或均升压；

优选的，该装置还包括第二气体回收单元(6)，用于回收对变压吸附单元(1)进行再生后获得的再生气体。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，该装置还包括设置在所述变压吸附单元(1)和氢气吸收单元(2)之间的气体缓冲罐(7)，用于暂存所述含氢中间产品气。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，该装置还包括设置在变压吸附单元(1)和第二气体回收单元(5)之间的抽真空单元(8)，用于对变压吸附单元(1)中吸附的相对于氢气的重组分气体进行抽真空解吸附，获得再生气体。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，所述变压吸附单元(1)与氢气储存单元(3)相连通，所述氢气储存单元(3)用于向变压吸附单元(1)提供氢气以对变压吸附单元(1)中吸附的相对于氢气的重组分气体进行解吸附，获得再生气体。

6.一种非稳态下由含氢气体制备高纯氢气的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在相对于氢气的重组分气体的吸附压力下，将所述含氢气体中的相对于氢气的重组分气体在变压吸附单元(1)中进行吸附，获得含氢中间产品气；

(2)将所述含氢中间产品气在氢气吸收单元(2)中与储氢合金接触，以对所述含氢中间产品气中的氢气进行吸收；

(3)在解析条件下，将步骤(2)中吸收的氢气进行解析，获得产品气；

(4)将变压吸附单元(1)中吸附的相对于氢气的重组分气体进行解吸附以对变压吸附单元(1)进行再生，获得再生气体；

其中，所述含氢气体含有所述再生气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：

(5)将变压吸附单元(1)中存留的含氢中间产品气输送至第一气体回收单元(5)，对变压吸附单元(1)进行均降压；

(6)将第一气体回收单元(5)中的含氢中间产品气输送至再生后的变压吸附单元(1)，对变压吸附单元(1)进行均升压；

优选的，所述含氢气体还含有来自均升压后的第一气体回收单元(5)中的含氢中间产品气。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，步骤(4)中，通过使用所述产品气对变压吸附单元(1)中吸附的相对于氢气的重组分气体解吸附以对变压吸附单元(1)进行再生；或者

通过对变压吸附单元(1)进行抽真空，将吸附的相对于氢气的重组分气体解吸附以对变压吸附单元(1)进行再生。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述相对于氢气的重组分气体的吸附压力为0.15-5MPa；

优选的，所述变压吸附单元(1)中的吸附剂选自活性炭、分子筛、硅胶、碳分子筛、活性氧化铝及各种改性吸附剂。

10.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述储氢合金选自稀土系储氢合金、AB型钛基储氢合金、钒基固溶体型储氢合金、镁基储氢合金和AB2型Laves相钛系储氢合金；和/或

步骤(3)中，所述解析的方式包括室温降压解析、升温降压解析和真空解析。