[发明专利]一种制氢提纯一体化装置及使用方法

权利要求书

1.一种用于乙醇制氢工艺的制氢提纯一体化装置，其特征在于，包括脱水装置、冷冻设备、变压吸附系统,以及储气罐,其中，所述脱水装置、所述冷冻设备、所述变压吸附系统、所述储气罐依次顺序相连接，含有杂质的原料氢气依次进入所述脱水装置、所述冷冻设备、所述变压吸附系统后得到的产品氢气进入所述储气罐中储存；所述冷冻设备能制造不高于-84℃的低温；冷冻过程包括:经脱水处理后原料氢气通过深度冷冻，使其温度逐步下降到77℃～-84℃之间，进而使得原料氢气中乙酸乙酯的浓度降低到不高于百万分之九；

所述一体化装置还包括第一加热器，所述第一加热器设置在所述冷冻设备和变压吸附系统之间，分别与所述冷冻设备和变压吸附系统相连接；

还包括变温吸附系统，所述变温吸附系统设置在所述第一加热器和所述变压吸附系统之间，分别与第一加热器和所述变压吸附系统相连接；

还包括制氢设备，所述原料氢气来自于所述制氢设备。

2.根据权利要求1所述的制氢提纯一体化装置，其特征在于，所述制氢设备包括乙醇储罐，预热器，第二加热器，反应器，其中，所述乙醇储罐，所述预热器，所述第二加热器，所述反应器依次顺序相连接。

3.根据权利要求2所述的制氢提纯一体化装置，其特征在于，还包括电气控制系统，用于控制整个装置中电气设备的运转停止和阀门的开闭。

4.根据权利要求1所述的制氢提纯一体化装置，其特征在于，所述产品氢气中H₂含量≥99.9％。

5.一种包括权利要求1-4中任一权利要求所述的制氢提纯一体化装置的制氢方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：预处理：包括顺序进行的气液分离、脱氧脱水和冷冻过程，原料氢气通过预处理过程获得较为纯净的氢气；所述气液分离过程包括:原料氢气降温到不高于77℃，使得原料氢气中的乙酸乙酯液化流出；所述脱氧脱水过程包括:在温度为20～70℃、大气压力为1～3PMa 的条件下,通过贵金属催化氧气成水对原料氢气进行脱水处理；

S2：变压吸附，获得合格产品氢气，所述产品氢气中H₂含量≥99.9％。

6.根据权利要求5所述的制氢方法，其特征在于，还包括制氢过程：将无水乙醇顺序加压送入预热器、加热器、转化器进行换热、加热汽化、过热至转化温度，原料气在转化器中完成催化裂解反应，得到主要含有乙酸乙酯和氢气的原料氢气。