一种高纯氢气提纯系统及提纯方法技术方案

本发明专利技术公开一种高纯氢气提纯系统及提纯方法，包括主PSA提氢装置和辅助PSA提氢装置，主PSA提氢装置包括吸附单元A、原料气缓冲罐A、产品气缓冲罐A、顺放气罐、逆放气罐以及解析气罐，辅助PSA提氢装置包括吸附单元B、原料气缓冲罐B、产品气缓冲罐B以及尾气罐，解析气罐与原料气缓冲罐B连接，原料气缓冲罐A与产品气缓冲罐B连接。主PSA提氢装置的尾气经过压缩，作为辅助PSA提氢装置的原料气。辅助PSA提氢装置的产品气作为主PSA提氢装置的原料气，提高氢气收率，有效地脱除粗氢气中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、水蒸气及氮气等物质，提高产品纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯氢气提纯系统及提纯方法
本专利技术涉及氢气提纯领域，具体涉及一种高纯氢气提纯系统及提纯方法。
技术介绍
氢气是一种应用广泛的原材料，工业上作为原料气、还原气、冷却气、保护气和燃烧气，在化工、石油化工、冶金、机械加工、电力、医药等科学研究领域有着广泛的用途。现有氢气提纯设备一般采用PSA工序制得，但是纯度不是很高，且收率有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高纯氢气提纯系统。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高纯氢气提纯系统，包括主PSA提氢装置和辅助PSA提氢装置，所述主PSA提氢装置包括吸附单元A、原料气缓冲罐A、产品气缓冲罐A、顺放气罐、逆放气罐以及解析气罐，所述辅助PSA提氢装置包括吸附单元B、原料气缓冲罐B、产品气缓冲罐B以及尾气罐，所述吸附单元A包括四个吸附塔A，每个所述吸附塔A的底部和顶部分别连接有底部管路A和顶部管路A，所述底部管路A的不同位置分别连接有原料气进口阀A、逆放阀A以及放空阀A，所述顶部管路A的不同位置分别连接有产品出口阀A、最终升压/一次均压阀A、顺放/二次均压阀A以及冲洗阀A；所述原料气缓冲罐A连接有原料气输入管路A和原料气输出管路A，所述原料气输出管路A连接一第一过渡管路，所述第一过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀A；所述产品气缓冲罐A连接有产品气输入管路A和产品气输出管路A，所述产品气输入管路A连接一产品入口阀A，所述产品入口阀A连接一第二过渡管路，所述第二过渡管路的不同位置分别连接四只所述产品出口阀A和一第三过渡管路，所述第三过渡管路的不同位置分别连接四只所述最终升压/一次均压阀A；所述顺放气罐分别连接有顺放气输入管路和顺放气输出管路，所述顺放气输入管路连接一顺放气进口阀，所述顺放气进口阀连接一第四过渡管路，所述第四过渡管路的不同位置分别连接四只所述顺放/二次均压阀A，所述顺放气输出管路连接一第五过渡管路，所述第五过渡管路的不同位置分别连接四只所述冲洗阀A；所述逆放气罐连接有逆放气输入管路和逆放气输出管路，所述逆放气输入管路连接一第六过渡管路，所述第六过渡管路的不同位置分别连接四只所述逆放阀A和一逆放辅助阀，所述逆放辅助阀连接一第七过渡管路；所述解析气罐连接有解析气输入管路和解析气输出管路，所述解析气输入管路连接所述第七过渡管路；所述吸附单元B包括四个吸附塔B，每个所述吸附塔B的底部和顶部分别连接有底部管路B和顶部管路B，所述底部管路B的不同位置分别连接有原料气进口阀B、逆放阀B以及放空阀B，所述顶部管路B的不同位置分别连接有产品出口阀B、最终升压/一次均压阀B、顺放/二次均压阀B以及冲洗阀B；所述原料气缓冲罐B连接有原料气输入管路B和原料气输出管路B，所述原料气输出管路B连接一第八过渡管路，所述第八过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀B；所述产品气缓冲罐B连接有产品气输入管路B和产品气输出管路B，所述产品气输入管路B连接一产品入口阀B，所述产品入口阀B连接一第九过渡管路，所述第九过渡管路的不同位置分别连接四只所述产品出口阀B和一第十过渡管路，所述第十过渡管路的不同位置分别连接四只所述最终升压/一次均压阀B；四只所述顺放/二次均压阀B分别连接一第十一过渡管路的不同位置；四只所述冲洗阀B分别连接一第十二过渡管路的不同位置；四只所述逆放阀B分别连接一第十三过渡管路的不同位置；所述尾气罐连接有尾气输入管路和尾气输出管路，所述尾气输入管路连接第十三过渡管路；四只所述放空阀A分别连接一第十四过渡管路的不同位置；四只所述放空阀B分别连接一第十五过渡管路的不同位置；所述解析气输出管路与所述原料气输入管路B连接；所述原料气输入管路A与所述产品气输出管路B连接。上述技术方案中，所述产品气输出管路A连接一系统压力调节阀A。上述技术方案中，所述第二过渡管路通过终冲压力调节阀连接所述第三过渡管路。上述技术方案中，所述顺放气输出管路通过顺放压力调节阀连接所述第五过渡管路。上述技术方案中，所述逆放气输出管路连接有逆放压力调节阀，所述解析气输出管路连接有解析气压力调节阀。上述技术方案中，所述产品气输出管路B连接一系统压力调节阀B。上述技术方案中，所述第九过渡管路通过终冲流量调节阀连接所述第十过渡管路。上述技术方案中，每只所述顺放/二次均压阀B和所述第十一过渡管路之间还设有顺放流量调节阀。上述技术方案中，所述尾气输出管路连接有尾气压力调节阀。本专利技术还提供另外一个技术方案：一种高纯氢气提纯方法，采用如上的提纯装置，所述提纯方法包括主提纯工序和辅助提纯工序，主提纯工序包括四个主提纯过程，辅助提纯工序包括四个辅助提纯过程，每个主提纯过程包括如下步骤：（1.1）吸附步骤，开启第一个吸附塔A的原料气入口阀A和产品出口阀A，原料气经过原料气缓冲罐A进行水气分离后，自下而上进入第一个吸附塔A，在工作压力下吸附杂质组分，未被吸附的产品组分，通过第一个吸附塔A的产品出口阀A流出，其中大部分作为产品进入产品气缓冲罐A，剩余部分通过终冲压力调节阀和顺放/二次均压阀A自上而下进入第二个吸附塔A进行最终升压，第一个吸附塔A的吸附步骤结束后，关闭第一个吸附塔A的原料气入口阀A和产品出口阀A；（1.2）一均降步骤，开启第一个吸附塔A的最终升压/一次均压阀A，开启刚刚结束二均升压步骤的第三个吸附塔A的最终升压/一次均压阀A，第一个吸附塔A和第三个吸附塔A进行第一级压力平衡，第一个吸附塔A的压力降低，直至第一个吸附塔A和第三个吸附塔A的压力基本相等，第一个吸附塔A的一均降步骤结束后，关闭第一个吸附塔A的最终升压/一次均压阀A和第三个吸附塔A的最终升压/一次均压阀A；（1.3）二均降步骤，开启第一个吸附塔A的顺放/二次均压阀A，开启第四个吸附塔A的顺放/二次均压阀A，第一个吸附塔A内剩余气体自上而下进入第四个吸附塔A中，第一个吸附塔A与第四个吸附塔A进行第二级压力平衡，第一个吸附塔A压力进一步降低，直至第一个吸附塔A与第四个吸附塔A的压力基本相等，第一个吸附塔A的二均降步骤结束后，关闭第四个吸附塔A的顺放/二次均压阀A；（1.4）顺放步骤，开启顺放气罐的顺放气进口阀，第一个吸附塔A内剩余气体通过其顺放/二次均压阀A和顺放气进口阀进入顺放气罐，第一个吸附塔A内压力降至规定值后，停止顺放，第一个吸附塔A的顺放步骤结束后，关闭第一个吸附塔A的顺放/二次均压阀A和顺放气进口阀；（1.5）逆放步骤，先后开启第一个吸附塔A的逆放阀A和逆放辅助阀，第一个吸附塔A内剩余的气体先后放出至逆放气罐和解析气罐，直至第一个吸附塔A内的压力降到常压或接近0.02MPa(G)，第一个吸附塔A的逆放步骤结束后，关闭第一个吸附塔A的逆放阀A；（1.6）冲洗步骤，开启第一个吸附塔A的冲洗阀A和放空阀A，尚残留在第一个吸附塔A内的杂质由顺放气罐内的顺放气自上而下地对第一个吸附塔A的床层进行冲洗，使塔内杂质进一步脱附，并将解析气经放空阀A放空，第一个吸附塔A的冲洗步骤结束后，关闭第一个吸附塔A的冲洗阀A、放空阀A以及逆放辅助阀；（1.7）二均升步骤，开启第一个吸附塔A的顺放/均压阀A和第三个吸附塔A的顺放/均压阀A，第一个吸附塔A与刚结束一均降步骤的第三个吸附塔A接通，第一个吸附塔A与第三个吸附塔A进行第二级压力平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯氢气提纯系统，其特征在于，包括主PSA提氢装置和辅助PSA提氢装置，所述主PSA提氢装置包括吸附单元A、原料气缓冲罐A、产品气缓冲罐A、顺放气罐、逆放气罐以及解析气罐，所述辅助PSA提氢装置包括吸附单元B、原料气缓冲罐B、产品气缓冲罐B以及尾气罐，所述吸附单元A包括四个吸附塔A，每个所述吸附塔A的底部和顶部分别连接有底部管路A和顶部管路A，所述底部管路A的不同位置分别连接有原料气进口阀A、逆放阀A以及放空阀A，所述顶部管路A的不同位置分别连接有产品出口阀A、最终升压/一次均压阀A、顺放/二次均压阀A以及冲洗阀A；所述原料气缓冲罐A连接有原料气输入管路A和原料气输出管路A，所述原料气输出管路A连接一第一过渡管路，所述第一过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀A；所述产品气缓冲罐A连接有产品气输入管路A和产品气输出管路A，所述产品气输入管路A连接一产品入口阀A，所述产品入口阀A连接一第二过渡管路，所述第二过渡管路的不同位置分别连接四只所述产品出口阀A和一第三过渡管路，所述第三过渡管路的不同位置分别连接四只所述最终升压/一次均压阀A；所述顺放气罐分别连接有顺放气输入管路和顺放气输出管路，所述顺放气输入管路连接一顺放气进口阀，所述顺放气进口阀连接一第四过渡管路，所述第四过渡管路的不同位置分别连接四只所述顺放/二次均压阀A，所述顺放气输出管路连接一第五过渡管路，所述第五过渡管路的不同位置分别连接四只所述冲洗阀A；所述逆放气罐连接有逆放气输入管路和逆放气输出管路，所述逆放气输入管路连接一第六过渡管路，所述第六过渡管路的不同位置分别连接四只所述逆放阀A和一逆放辅助阀，所述逆放辅助阀连接一第七过渡管路；所述解析气罐连接有解析气输入管路和解析气输出管路，所述解析气输入管路连接所述第七过渡管路；所述吸附单元B包括四个吸附塔B，每个所述吸附塔B的底部和顶部分别连接有底部管路B和顶部管路B，所述底部管路B的不同位置分别连接有原料气进口阀B、逆放阀B以及放空阀B，所述顶部管路B的不同位置分别连接有产品出口阀B、最终升压/一次均压阀B、顺放/二次均压阀B以及冲洗阀B；所述原料气缓冲罐B连接有原料气输入管路B和原料气输出管路B，所述原料气输出管路B连接一第八过渡管路，所述第八过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀B；所述产品气缓冲罐B连接有产品气输入管路B和产品气输出管路B，所述产品气输入管路B连接一产品入口阀B，所述产品入口阀B连接一第九过渡管路，所述第九过渡管路的不同位置分别连接四只所述产品出口阀B和一第十过渡管路，所述第十过渡管路的不同位置分别连接四只所述最终升压/一次均压阀B；四只所述顺放/二次均压阀B分别连接一第十一过渡管路的不同位置；四只所述冲洗阀B分别连接一第十二过渡管路的不同位置；四只所述逆放阀B分别连接一第十三过渡管路的不同位置；所述尾气罐连接有尾气输入管路和尾气输出管路，所述尾气输入管路连接第十三过渡管路；四只所述放空阀A分别连接一第十四过渡管路的不同位置；四只所述放空阀B分别连接一第十五过渡管路的不同位置；所述解析气输出管路与所述原料气输入管路B连接；所述原料气输入管路A与所述产品气输出管路B连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高纯氢气提纯系统，其特征在于，包括主PSA提氢装置和辅助PSA提氢装置，所述主PSA提氢装置包括吸附单元A、原料气缓冲罐A、产品气缓冲罐A、顺放气罐、逆放气罐以及解析气罐，所述辅助PSA提氢装置包括吸附单元B、原料气缓冲罐B、产品气缓冲罐B以及尾气罐，所述吸附单元A包括四个吸附塔A，每个所述吸附塔A的底部和顶部分别连接有底部管路A和顶部管路A，所述底部管路A的不同位置分别连接有原料气进口阀A、逆放阀A以及放空阀A，所述顶部管路A的不同位置分别连接有产品出口阀A、最终升压/一次均压阀A、顺放/二次均压阀A以及冲洗阀A；所述原料气缓冲罐A连接有原料气输入管路A和原料气输出管路A，所述原料气输出管路A连接一第一过渡管路，所述第一过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀A；所述产品气缓冲罐A连接有产品气输入管路A和产品气输出管路A，所述产品气输入管路A连接一产品入口阀A，所述产品入口阀A连接一第二过渡管路，所述第二过渡管路的不同位置分别连接四只所述产品出口阀A和一第三过渡管路，所述第三过渡管路的不同位置分别连接四只所述最终升压/一次均压阀A；所述顺放气罐分别连接有顺放气输入管路和顺放气输出管路，所述顺放气输入管路连接一顺放气进口阀，所述顺放气进口阀连接一第四过渡管路，所述第四过渡管路的不同位置分别连接四只所述顺放/二次均压阀A，所述顺放气输出管路连接一第五过渡管路，所述第五过渡管路的不同位置分别连接四只所述冲洗阀A；所述逆放气罐连接有逆放气输入管路和逆放气输出管路，所述逆放气输入管路连接一第六过渡管路，所述第六过渡管路的不同位置分别连接四只所述逆放阀A和一逆放辅助阀，所述逆放辅助阀连接一第七过渡管路；所述解析气罐连接有解析气输入管路和解析气输出管路，所述解析气输入管路连接所述第七过渡管路；所述吸附单元B包括四个吸附塔B，每个所述吸附塔B的底部和顶部分别连接有底部管路B和顶部管路B，所述底部管路B的不同位置分别连接有原料气进口阀B、逆放阀B以及放空阀B，所述顶部管路B的不同位置分别连接有产品出口阀B、最终升压/一次均压阀B、顺放/二次均压阀B以及冲洗阀B；所述原料气缓冲罐B连接有原料气输入管路B和原料气输出管路B，所述原料气输出管路B连接一第八过渡管路，所述第八过渡管路的不同位置分别连接四只所述原料气进口阀B；所述产品气缓冲罐B连接有产品气输入管路B和产品气输出管路B，所述产品气输入管路B连接一产品入口阀B，所述产品入口阀B连接一第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金向华，孙猛，刘晶，周伟忠，张明祥，
申请(专利权)人：重庆金苏化工有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50