[实用新型]一种液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统

权利要求书

1.一种液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：包括预处理单元、二氧化碳循环单元、产品气体收集管道以及若干个气体提纯单元；所述预处理单元包括依次连接的过滤装置、第一换热器和第一氢气纯度在线分析仪；所述气体提纯单元包括依次连接的变压吸附塔、第二换热器和第二氢气纯度在线分析仪；所述第一氢气纯度在线分析仪的出口端与第一个气体提纯单元的变压吸附塔的进口端连接，前一个气体提纯单元的第二氢气纯度在线分析仪的出口端与后一个气体提纯单元的变压吸附塔的进口端连接，各个第二氢气纯度在线分析仪的出口端均与产品气体收集管道连接，所述二氧化碳循环单元与第一换热器、变压吸附塔和第二换热器连接。

2.根据权利要求1所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：还包括解吸气体管道、单元减压泵、维修控制阀和解吸控制阀；第一氢气纯度在线分析仪的出口端、第二氢气纯度在线分析仪的出口端和变压吸附塔的进口端均与解吸气体管道连接，所述单元减压泵安装于变压吸附塔的进口端与解吸气体管道之间，所述维修控制阀安装于单元减压泵与解吸气体管道之间，所述解吸控制阀安装于单元减压泵与变压吸附塔的进口端之间。

3.根据权利要求1所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：所述二氧化碳循环单元包括二氧化碳气体缓冲罐、二氧化碳压缩机、液态二氧化碳管道、气体二氧化碳管道和回流二氧化碳管道；所述二氧化碳气体缓冲罐的出口端分别与回流二氧化碳管道和二氧化碳压缩机的进口端连接，第一换热器、变压吸附塔和第二换热器的回流二氧化碳进口均与回流二氧化碳管道连接，所述二氧化碳压缩机的出口端与液态二氧化碳管道连接，第一换热器、变压吸附塔和第二换热器的液态二氧化碳进口均与液态二氧化碳管道连接，所述第一换热器、变压吸附塔和第二换热器的气态二氧化碳出口均通过气体二氧化碳管道与二氧化碳气体缓冲罐的进口端连接。

4.根据权利要求1所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：还包括压力控制单元，所述第一换热器、第二换热器和变压吸附塔的液态二氧化碳进口均通过压力控制单元与液体二氧化碳管道连接。

5.根据权利要求1所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：所述第一换热器包括外壳、换热单元和第一喷淋单元；所述换热单元包括换热管和固定管板；所述外壳的内部具有第一蒸发腔，所述固定管板分别置于蒸发腔的两端，并固定在外壳上，所述换热管沿水平方向设置于第一蒸发腔中，所述换热管的两端分别与两张固定管板连接；所述第一喷淋单元包括第一喷淋总管和第一喷淋管；所述第一喷淋总管固定于第一蒸发腔的内壁，所述第一喷淋管沿水平方向设置，并与换热管相配合，所述第一喷淋管的一端与第一喷淋总管连接，其另一端封闭，所述第一喷淋管开有若干朝向换热管的第一喷淋孔。

6.根据权利要求5所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：所述外壳包括壳体、第一盖板和第二盖板；所述壳体围成的区域为第一蒸发腔，所述固定管板安装于壳体的两端，所述第一盖板和第二盖板分别扣设于壳体的左右两端，并与固定管板之间夹有垫片，通过螺栓实现密封，所述第一喷淋总管靠近第一盖板设置，第一盖板开有进气口，第二盖板开有出气口，壳体开有液态二氧化碳进口、气态二氧化碳出口和回流二氧化碳气体入口，所述液态二氧化碳进口与第一喷淋总管连通，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与壳体相切。

7.根据权利要求5所述的液态二氧化碳深冷式变压吸附提纯氢气系统，其特征在于：所述第一喷淋总管包括总进管和分流管；所述总进管沿外壳的竖直直径设置在蒸发腔中，所述总进管的一端与外壳的液态二氧化碳进口连通，所述总进管的另一端封闭，所述分流管沿总进管的轴向对称平行分布于总进管的两侧，上下相邻两根分流管之间的间隔与换热管相对应，所述分流管的一端与总进管连通，其另一端封闭，所述第一喷淋管沿水平方向设置，所述第一喷淋管的一端与总进管或分流管连接，所述第一喷淋管的另一端封闭。