氢气纯化系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及氢气纯化技术领域，具体提供了一种氢气纯化系统及控制方法，所述氢气纯化系统包括进气组件、再生状态切换管路、第一干燥装置、第二干燥装置和第三干燥装置，进气组件具有第一支路和第二支路，再生状态切换管路包括串联的第一阀门和加热器，以及与第一阀门和加热器两者并联的第二阀门。本发明专利技术的氢气纯化系统能够通过对应阀门的启闭使第一干燥装置、第二干燥装置和第三干燥装置在同一时间内分别处于干燥状态、辅助状态和再生状态，且在处于干燥状态的干燥装置运行时，处于辅助状态和再生状态的干燥装置可进行待机，使本发明专利技术的氢气纯化系统能够适用于氢气产量具有波动性或间歇性的电解水制氢设备。间歇性的电解水制氢设备。间歇性的电解水制氢设备。

【技术实现步骤摘要】
氢气纯化系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及氢气纯化
，具体涉及一种氢气纯化系统及控制方法。

技术介绍

[0002]氢气纯化系统用于连接电解水制氢设备以对电解水制氢设备制备的氢气进行脱水纯化。相关技术中，氢气纯化系统包括氢气预干燥塔、氢气第一干燥塔和氢气第二干燥塔，氢气第一干燥塔与氢气第二干燥塔能交替进行干燥纯化工作，氢气预干燥塔则能对停止干燥纯化的一个干燥塔内的分子筛进行再生，从而使氢气纯化连续进行。但是相关技术中的氢气纯化系统需要电解水制氢设备制备的氢气以恒定且不间断的流量进入，当电解水制氢设备采用可再生能源时，例如采用光伏能源进行电解水制氢时，电解水制氢设备制备的氢气存在流量波动，甚至具有间歇性，此时相关技术中的氢气纯化系统无法适用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种氢气纯化系统，该氢气纯化系统的氢气需求量可调，从而能够适应氢气产量具有波动性或间歇性的电解水制氢设备。
[0004]本专利技术的实施例还提出一种氢气纯化系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气纯化系统，其特征在于，包括进气组件（1）、再生状态切换管路（2）、第一干燥装置（3）、第二干燥装置（4）和第三干燥装置（5），所述进气组件（1）具有第一支路和第二支路，所述再生状态切换管路（2）包括串联的第一阀门（21）和加热器（22），以及与所述第一阀门（21）和所述加热器（22）两者并联的第二阀门（23）；所述第一干燥装置（3）、第二干燥装置（4）和第三干燥装置（5）中的每一个均包括：干燥塔（31）；干燥进气阀（32），所述干燥进气阀（32）连接所述干燥塔（31）和所述第一支路，以用于控制所述第一支路与所述干燥塔（31）的通断；干燥排气阀（33），所述干燥排气阀（33）与所述干燥塔（31）相连以用于将经所述干燥塔（31）干燥后的氢气排出；辅助进气阀（34），所述辅助进气阀（34）连接所述干燥塔（31）和所述第二支路，以用于控制所述第二支路与所述干燥塔（31）的通断；辅助排气阀（35），所述辅助排气阀（35）连接所述干燥塔（31）和所述再生状态切换管路（2）的进气端，以用于控制所述干燥塔（31）与所述再生状态切换管路（2）的通断；再生进气阀（36），所述再生进气阀（36）连接所述干燥塔（31）和所述再生状态切换管路（2）的出气端，以用于控制所述再生状态切换管路（2）与所述干燥塔（31）的通断；再生排气阀（37），所述再生排气阀（37）连接所述干燥塔（31）和所述进气组件（1），以用于控制所述干燥塔（31）和所述进气组件（1）的通断，且所述再生排气阀（37）位于所述干燥进气阀（32）的上游。2.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述第一干燥装置（3）、所述第二干燥装置（4）和所述第三干燥装置（5）中的每一者具有干燥状态、辅助状态和再生状态，在所述干燥状态，氢气由所述干燥进气阀（32）进入所述干燥塔（31）并由所述干燥排气阀（33）排出，在所述辅助状态，氢气由所述辅助进气阀（34）进入所述干燥塔（31）并由所述辅助排气阀（35）排出，在所述再生状态，氢气由所述再生进气阀（36）进入所述干燥塔（31）并由所述再生排气阀（37）排出，其中，所述第一干燥装置（3）、所述第二干燥装置（4）和所述第三干燥装置（5）中的一者处于所述干燥状态，所述第一干燥装置（3）、所述第二干燥装置（4）和所述第三干燥装置（5）中的另一者处于所述辅助状态，剩余一者处于所述再生状态；或者所述第一干燥装置（3）、所述第二干燥装置（4）和所述第三干燥装置（5）中的另一者和剩余一者均处于待机状态。3.根据权利要求2所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述再生状态包括加热再生阶段和吹冷再生阶段，在所述加热再生阶段，所述第一阀门（21）开启且所述第二阀门（23）关闭，在所述吹冷再生阶段，所述第一阀门（21）关闭且所述第二阀门（23）开启。4.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，还包括循环管路（6），所述循环管路（6）的进气端与所述再生排气阀（37）连通，所述循环管路（6）的出气端与所述进气组件（1）连通，所述循环管路（6）上设有依次排布的第一冷却器（61）和第一气水分离器（62），所述第一气水分离器（62）用于将所述循环管路（6）内的气体与液体分离。5.根据权利要求4所述的氢气纯化系统，其特征在于，还包括第一换热器（7），所述第一
换热器（7）与所述循环管路（6）连通，且所述第一冷却器（61）位于所述第一换热器（7）的下游，所述第一换热器（7）与所述再生状态切换管路（2）连通且位于所述第一阀门（21）的下游，所述第一换热器（7）用于所述循环管路（6）内的介质和所述再生状态切换管路（2）内的介质进行热交换。6.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述进气组件（1）包括干燥进气管（11）和辅助进气管（12），所述干燥进气管（11）与所述第一支路和所述干燥进气阀（32）连通以通过所述干燥进气阀（32）向所述干燥塔（31）提供氢气，所述辅助进气管（12）与所述第二支路和所述辅助进气阀（34）连通以通过所述辅助进气阀（34）向所述干燥塔（31）提供氢气，所述再生排气阀（37）与所述干燥进气管（11）连通以用于将所述干燥塔（31）排出的氢气供入所述干燥进气管（11）内。7.根据权利要求6所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述干燥进气管（11）的入口端设有调节阀，所述辅助进气管（12）的入口端设有流量计。8.根据权利要求6所述的氢气纯化系统，其特征在于，还包括出气组件（8）和氢气补偿管（9），所述出气组件（8）包括：出气管（81），所述出气管（81）的入口端与所述干燥排气阀（33）连通，以用于接收所述干燥塔（31）干燥后排出的氢气；压缩机（82），所述压缩机（82）连通所述出气管（81），以用于将所述出气管（81）排出的氢气压缩；和储存装置（83），所述储存装置（83）与所述压缩机（82）连通，以用于接收并储存经所述压缩机（82）压缩后的氢气；所述氢气补偿管（9）连通所述储存装置（83）和所述辅助进气管（12），以用于储存装置（83）内的氢气补充至所述辅助进气管（12）。9.根据权利要求8所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述出气管（81）设有仪表出气口（811）、纯气出口、废气出口（812）以及分别对应所述纯气出口和所述废气出口的开关阀，所述压缩机（82）与所述纯气出口连通，所述仪表出气口（811）适于连接检测仪表以检测出气管（81）排出的氢气为纯气或者废气，其中出气管（81）排出的氢气为纯气时，出气管（81）排出的氢气由纯气出口排出至所述压缩机（82），其中出气管（81）排出的氢气为废气时，出气管（81）排出的氢气由废气出口（812）释放。10.根据权利要求6所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述进气组件（1）还包括依次连通的第二气水分离器（13）、第二冷却器（14）和第三气水分离器（15），所述第二气水分离器（13）的入口端适于与电解水制氢设备（100）连通，所述第三气水分离器（15）的出口端连通所述干燥进气管（11）和所述辅助进气管（12）。11.根据权利要求10所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述进气组件（1）还包括第二换热器（16）和脱氧器（17），所述脱氧器（17）的入口端与所述第三气水分离器（15）通过所述第二换热器（16）连通，以使所述第三气水分离器（15）排出的介质供入所述脱氧器（17），所述干燥进气管（11）和所述辅助进气管（12）两者与所述脱氧器（17）的出口端通过所述第二换热器（16）连通，以使所述脱氧器（17）排出的介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕俊，王禹陶，赵志丹，马莉，
申请(专利权)人：长春绿动氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：