一种氯碱生产氢气的提纯系统技术方案

本申请涉及氯碱化工领域，尤其是涉及一种氯碱生产氢气的提纯系统，其包括除氧单元和干燥单元，预处理的氢气经所述除氧单元除氧后依次流经所述第一冷却器、所述第一除水罐、所述预干燥塔并经所述加热器加热后通入所述第一干燥塔内进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器、所述第二除水罐和所述第二干燥塔进行干燥；当加热解吸完成后，经脱氧的氢气再进入第一干燥塔进行冷却并干燥，冷却干燥的氢气经所述加热器加热后对所述预干燥塔进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器、所述第二除水罐和所述第二干燥塔进行干燥。本申请具有实现氯碱工业制备的氢气的高价值资源化利用的作用。作用。作用。

【技术实现步骤摘要】
一种氯碱生产氢气的提纯系统


[0001]本申请涉及氯碱化工领域，具体涉及一种氯碱生产氢气的提纯系统。

技术介绍

[0002]氢气是工业中主要原料之一，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、冶金工业、精细有机合成等方面有着广泛的应用，目前，工业上一般从天然气或制得氢气，但在氯碱工业中，氢气也是一种主要的产品。刚出电解装置的氢气一般温度较高且夹带有少量碱液，因此需要先进行洗涤、冷却、除水等预处理步骤，以获得纯度达到99%的氢气。
[0003]针对上述中的相关技术，专利技术人认为因经过预处理后的氢气中氧气和水等杂质的存在，使得预处理后的氢气未达到《氢气 第1部分工业氢》（GB/T3634.1
‑
2006）中优等品的指标（氢气纯度＞99.95%，氧气小于0.01%，露点小于
‑
43℃，氮加氩小于0.04%），因此，需要对预处理后的氢气进行进一步处理，除去氧气和水，使其达到优等品指标，从而拓宽获得的氢气的应用领域，以实现氯碱工业制备的氢气的高价值资源化利用。

技术实现思路

[0004]为了使得氯碱工业中电解产生的氢气达到优等品指标，实现氯碱生产氢气的高价值资源化利用，本申请提供一种氯碱生产氢气的提纯系统。
[0005]本申请提供的一种氯碱生产氢气的提纯系统采用如下的技术方案：一种氯碱生产氢气的提纯系统，包括除氧单元和干燥单元，所述干燥单元包括依次连接的第一冷却器、第一除水罐、预干燥塔、加热器、第一干燥塔、第二冷却器、第二除水罐与第二干燥塔；所述第一冷却器与所述除氧单元相连，预处理的氢气经所述除氧单元除氧后依次流经所述第一冷却器、所述第一除水罐和所述预干燥塔进行干燥，干燥后的氢气经所述加热器加热后通入所述第一干燥塔内进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器、所述第二除水罐和所述第二干燥塔进行干燥；所述第一除水罐与所述第一干燥塔相连，所述预干燥塔与所述第二冷却器相连接，当加热解吸完成后，经所述除氧单元除氧后的氢气依次流经所述第一冷却器、所述第一除水罐和第一干燥塔，对所述第一干燥塔进行冷却并干燥，干燥后的氢气经所述加热器加热后通入所述预干燥塔内进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器、所述第二除水罐和所述第二干燥塔进行干燥。
[0006]通过采用上述技术方案，经预处理后的氢气在除氧单元内发生反应并生成水，从而降低氢气中氧气的含量，起到初步提纯氢气的作用，氢气经过一次干燥后，对第一干燥塔加热解吸，再经过一次干燥以保证氢气的纯度＞99.95%，使得氢气纯度能达到优等品指标，有助于实现氯碱工业制备的氢气的高价值资源化利用；随着提纯的进行，当加热解吸完成后，预干燥塔内吸附了一定的水分，且第一干燥塔处于高温状态，为了保证预干燥塔的干燥效果，同时降低第一干燥塔因长期处于高温状态而性能受影响的几率，此时，经除氧且冷凝后的常温氢气先流经第一干燥塔，对第一干燥塔进行降温和干燥，从而有效延长第一干燥塔的工作寿命，干燥后的氢气再经加热器加热后对预干燥塔进行加热解吸，脱除预干燥塔
内的水分；氢气流动的两条不同的线路相互配合，减少氢气提纯过程中脱除干燥塔内吸附的水分以使其可重新投入使用的等待时间，实现连续不间断地提纯。
[0007]可选的，所述第二干燥塔分别与所述加热器以及所述第二冷却器相连接，所述第二除水罐与所述第一干燥塔相连接，所述第二干燥塔与所述第一干燥塔适于交替使用；当在所述第二干燥塔内进行加热解吸时，经所述第二除水罐除水后的氢气通过所述第一干燥塔吸附干燥后排出；当在所述第一干燥塔内进行加热解吸时，经所述第二除水罐除水后的氢气通过所述第二干燥塔吸附干燥后排出。
[0008]通过采用上述技术方案，可以在第一干燥塔内进行干燥吸附，也可以在第二干燥塔内进行干燥吸附；随着在第二干燥塔内进行干燥次数的增加，第二干燥塔内水分堆积，在一定程度上影响了第二干燥塔的干燥效果和效率，为了保证经整个提纯流程后的氢气能符合优等品指标，转为对第二干燥塔进行加热解吸及冷却干燥，在第一干燥塔内进行干燥吸附；根据实际情况选择不同的干燥塔以进行最终的干燥，减少在提纯过程中脱除干燥塔内吸附的水分以使其可重新投入使用的等待时间，实现连续不间断地提纯。
[0009]可选的，所述第一除水罐与所述第二干燥塔相连接，经所述除氧单元除氧后的氢气依次流经所述第一冷却器、所述第一除水罐和所述第二干燥塔，经所述第二干燥塔干燥后排出。
[0010]通过采用上述技术方案，经除氧并预除水后的氢气直接流入第二干燥塔，经第二干燥塔吸附干燥，使得氢气的纯度＞99.95%，氢气达到优等品品质，提纯方案简便易行。
[0011]可选的，所述除氧单元包括依次连接的预热器与除氧反应器，所述除氧反应器与所述第一冷却器相连，所述除氧反应器内设置有催化氢气和氧气反应的催化剂。
[0012]通过采用上述技术方案，压缩后的氢气经过预热器预热后，被输送至除氧反应器内，部分氢气和混杂于氢气中的少量氧气在除氧反应器内反应化学反应并生成水，使得氢气中的氧含量降低，从而实现除氧的效果。
[0013]可选的，所述预热器连接有蒸汽输入管，所述蒸汽输入管上安装有蒸汽调节阀。
[0014]通过采用上述技术方案，当氢气流量过少时，若保持蒸汽流量不变，自预热器出气口流出的氢气的温度较高，而催化剂在过热条件下易失活，通过在预热器的蒸汽输入管设有蒸汽调节阀，通过调节蒸汽调节阀的开关程度以调节蒸汽流量，从而调节自预热器出气口流出的氢气的温度，更好地控制进入除氧反应器内氢气的温度，实现保护除氧反应器内的催化剂的目的。
[0015]可选的，所述蒸汽调节阀设置为自动调节阀。
[0016]通过采用上述技术方案，通过自动调节阀以实现蒸汽输入管上阀门的开关程度的自动控制，提升整个提纯系统运行的稳定性。
[0017]可选的，所述除氧反应器的外侧套设有降温夹套，所述降温夹套内有循环水。
[0018]通过采用上述技术方案，氢气在除氧反应器内与氧气发生放热反应，通过在除氧反应器的外侧套设降温夹套以控制除氧反应器的整体温度，从而控制氢气与氧气反应的温度，减少催化剂长期因处于高温环境而失活的可能性，延长催化剂的工作寿命。
[0019]可选的，还包括压缩单元，所述压缩单元与所述除氧单元相连。
[0020]通过采用上述技术方案，压缩单元对经预处理的氢气进行加压输送，提高氢气的流速，从而提高整个提纯系统的提纯效率。
[0021]可选的，所述第二除水罐内设置有吸水滤芯。
[0022]通过采用上述技术方案，第一干燥塔经加热解吸后，塔内吸附的水分蒸发，水分以水蒸气的形式与氢气混合，使得氢气中水分含量增加，第二除水罐内吸水滤芯的设置提高了第二除水罐捕集氢气中水分的效率和效果，从而提升干燥效率和效果。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请经预处理后的氢气经过脱氧后，先后经过两次干燥，使得最终得到的氢气纯度能达到优等品指标，有助于实现氯碱工业制备的氢气的高价值资源化利用；2.氢气经除氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯碱生产氢气的提纯系统，其特征在于：包括除氧单元和干燥单元，所述干燥单元包括依次连接的第一冷却器（4）、第一除水罐（5）、预干燥塔（6）、加热器（7）、第一干燥塔（8）、第二冷却器（9）、第二除水罐（10）与第二干燥塔（11）；所述第一冷却器（4）与所述除氧单元相连，预处理的氢气经所述除氧单元除氧后依次流经所述第一冷却器（4）、所述第一除水罐（5）和所述预干燥塔（6）进行干燥，干燥后的氢气经所述加热器（7）加热后通入所述第一干燥塔（8）内进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器（9）、所述第二除水罐（10）和所述第二干燥塔（11）进行干燥；所述第一除水罐（5）与所述第一干燥塔（8）相连，所述预干燥塔（6）与所述第二冷却器（9）相连接，当加热解吸完成后，经所述除氧单元除氧后的氢气依次流经所述第一冷却器（4）、所述第一除水罐（5）和第一干燥塔（8），对所述第一干燥塔（8）进行冷却并干燥，干燥后的氢气经所述加热器（7）加热后通入所述预干燥塔（6）内进行加热解吸，随后依次流经所述第二冷却器（9）、所述第二除水罐（10）和所述第二干燥塔（11）进行干燥。2.根据权利要求1所述的一种氯碱生产氢气的提纯系统，其特征在于：所述第二干燥塔（11）分别与所述加热器（7）以及所述第二冷却器（9）相连接，所述第二除水罐（10）与所述第一干燥塔（8）相连接，所述第二干燥塔（11）与所述第一干燥塔（8）适于交替使用；当在所述第二干燥塔（11）内进行加热解吸时，经所述第二除水罐（10）除水后的氢气通过所述第一干燥塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳冬，周文斌，胡健豪，沈曙光，张翼，王世周，卢学锋，袁海洋，汪良春，
申请(专利权)人：浙江镇洋发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：