[发明专利]一种氢气的提纯工艺技术

说明书

本发明公开了一种氢气的提纯工艺技术，总反应得混合气体为CH4、H2O、C02和H2，一级冷却器将水蒸气去除，甲烷吸收罐通过甲烷融入四氯化碳溶剂中将甲烷去除，二氧化碳反应釜通过CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2将二氧化碳去除，二级冷却器又将空气中极少数的水汽去除，整个过程在真空中进行，进而得到纯度为99.5‑99.9%的氢气，提纯工艺针对性高，逐一去除，而且提纯设备简单化，设备成本低，对应中小型企业用提纯氢气成本低，便于推广。

技术领域

本发明涉及氢气提纯技术领域，具体为一种氢气的提纯工艺技术。

背景技术

氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压，0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。氢气（H2）最早与16世纪初被人工合成，当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–1781年，亨利·卡文迪许发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体，在燃烧时产生水，这一性质也决定了拉丁语“hydrogenium”这个名字（“生成水的物质”之意）。常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。

随着社会的发展，氢气的需求量与日俱增，因此需要不断的对其进行氢气提纯处理，而先如今的氢气的提纯工艺设备复杂，许多提纯工艺中气体混合反应，去除副反应多，而且对应中小型工厂，氢气的提纯设备昂贵，不便于大力推广。

因此，我们推出了一种氢气的提纯工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢气的提纯工艺技术，通过总反应得混合气体为CH4、H2O、C02和H2，一级冷却器将水蒸气去除，甲烷吸收罐通过甲烷融入四氯化碳溶剂中将甲烷去除，二氧化碳反应釜通过CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2将二氧化碳去除，二级冷却器又将空气中极少数的水汽去除，整个过程在真空中进行，进而得到纯度为99.5-99.9%的氢气，从而解决了上述背景中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢气的提纯工艺技术，氢气的提纯工艺技术步骤如下：

S1：总反应

将天然气与水蒸气分别同时通入密封的总反应釜中，且内部温度设置为600-800℃，压强为0.1013Pan，此反应为间断性操作反应，水蒸气在通入前经过500-600℃的高温处理；

S2：一级水汽去除

将一次S1总反应釜反应的一级混合气体通入S形降温管道输送至一级冷却器中，将一级混合气体的温度冷却至23-28℃，且将一级混合气体中的水蒸气去除； S3：甲烷去除

将常温的二级混合气体利用U形管通入到甲烷吸收罐，U形管的一端为插入甲烷吸收罐底部，将二级混合气体中的甲烷去除；

S4：二氧化碳去除

将三级混合气体利用U形管通入到二氧化碳反应釜中，且U形管的一端为插入二氧化碳反应釜底部，将三级混合气体中二氧化碳去除；

S5：二级水蒸气去除

重复S2，再将且将三级混合气体通入二级冷却器，的四级混合气体，且温度冷却至1-5℃，出高纯度氢气，并通入集气罐中。

进一步的，所述总反应釜的化学方程式为CH4+H2O=CO+H2，CO+H20=C02+3H2，且催化剂为镍，一级混合气体为CH4、H2O、C02和H2，出装置的氢气浓度为70-75%。

进一步的，所述S1中的水蒸气为过量充入，且是天然气量的1.3-1.8倍，初始天然气与水蒸气反应量比为1:1反应，多余的天然气为后续充入式通入。