[发明专利]氢气提纯装置及方法

权利要求书

1.一种氢气提纯装置，其特征在于，所述装置包括：

第一过滤器，所述第一过滤器的进气端进入原料气，出气端排出第一中间气；

吸附塔组，通过带有第一阀门的管路连接所述第一过滤器，包括至少两个吸附塔，所述吸附塔均具有吸附状态与脱附再生状态；所述吸附塔组的进气端进入所述第一中间气，出气端排出第二中间气；所述吸附塔组中的一吸附塔处于吸附状态，同时其余吸附塔均处于脱附再生状态；

第二过滤器，通过带有第二阀门的管路连接所述吸附塔组，所述第二过滤器的进气端进入所述第二中间气，出气端排出第三中间气；当所述吸附塔处于吸附状态时，所述第一阀门与所述第二阀门均打开；当所述吸附塔处于脱附再生状态时，所述第一阀门与所述第二阀门均关闭；以及

变压吸附单元，连接所述第二过滤器，所述变压吸附单元的进气端进入所述第三中间气，出气端分别排出产品氢气和解析气，部分所述解析气输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔。

2.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，所述吸附塔组中，工作于吸附状态的第一吸附塔和工作于脱附再生状态的第二吸附塔进行工作状态的替换。

3.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，部分所述解析气分别通过带有第三阀门的管路以及带有第四阀门的管路输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔，当处于脱附再生状态的吸附塔中的压力达到第一预设阈值时，所述第三阀门打开；当处于脱附再生状态的吸附塔中的温度达到第二预设阈值时，所述第三阀门关闭，第四阀门打开；当所述温度达到第三预设阈值时，所述第四阀门关闭；所述第二预设阈值大于所述第三预设阈值。

4.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，所述变压吸附单元分别通过第一管路和第二管路与所述吸附塔组连接，所述第一管路直接将部分解析气输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔；所述第二管路通过加热器将部分解析气加热至预设温度后，输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔。

5.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，所述装置还包括尾气排出单元，所述尾气排出单元分别和所述吸附塔组以及所述变压吸附单元连接。

6.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，处于吸附状态的吸附塔的出气端和处于脱附再生状态的吸附塔的出气端之间设有第三管路，所述第三管路具有导通和断开的状态，当所述第三管路导通时，处于吸附状态的吸附塔和处于脱附再生状态的吸附塔连通，当所述第三管路断开时，处于吸附状态的吸附塔和处于脱附再生状态的吸附塔断开。

7.如权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于，所述第一过滤器和所述吸附塔组中的每一个吸附塔分别连接，所述第二过滤器和所述吸附塔组中的每一个吸附塔分别连接，所述第一过滤器用于过滤固体颗粒和液体，所述第二过滤器用于过滤粉尘。

8.一种氢气提纯方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一项所述的氢气提纯装置提纯氢气，所述方法包括以下步骤：

提供原料气；

对所述原料气利用第一过滤器进行过滤，得到第一中间气；

对所述第一中间气利用所述吸附塔组中处于吸附状态的一吸附塔进行吸附，并排出第二中间气；所述吸附塔组中的其余吸附塔均处于所述脱附再生状态；

对所述第二中间气利用第二过滤器进行过滤，得到第三中间气；

对所述第三中间气利用变压吸附单元进行分离，得到产品氢气和解析气，并将部分所述解析气输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔。

9.如权利要求8所述的氢气提纯方法，其特征在于，所述将部分所述解析气输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔，包括：

将部分解析气加热至第二预设温度后，输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔；

将部分解析气直接输送至所述吸附塔组中处于脱附再生状态的吸附塔。

10.如权利要求8所述的氢气提纯方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

将所述吸附塔组中处于吸附状态的吸附塔和处于脱附再生状态的吸附塔连通。