一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统，其中的一种氯碱尾气中氢气的回收方法包括以下步骤：以含氢量满足设定需求的氯碱尾气为原料，依次执行脱氯、脱氧和除水工艺后，送入变压吸附单元进行吸附，得到高压产品氢气和解析气；解析气通入储氢合金，与储氢合金结合形成储氢体，剩余尾气排空；储氢体经解析处理，得到低压产品氢气。将变压吸附工艺产生的解析气通入储氢合金，氢气与储氢合金结合形成的储氢体保存解析气中的氢气，剩余的杂质气以尾气的方式排出，储氢体经过解析后能够释放出低压氢气作为产品回收利用，实现解析气中的氢气和杂质气分离，分离出的氢气不再直接燃烧，可以作为低压产品，有利于氯碱尾气中氢气的高价值回收利用。价值回收利用。价值回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统


[0001]本专利技术涉及氯碱尾气回收
，具体为一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]氯碱工业以电解食盐水溶液的方式来生产烧碱、氯气以及副产品氢气，目前的氯碱电解装置大多采用离子膜工艺，其副产氢的纯度一般在99％以上，因此氯碱尾气中的氢气经过净化后的纯度能够满足部分产品的要求(例如燃料电池)。
[0004]目前，针对氯碱尾气中氢气的提纯工艺中，氯碱尾气由压缩机加压后经过脱氯、脱氧，再经过冷却脱水后进入变压吸附装置，在多种吸附剂组成的复合吸附床中依次选择吸附，纯净的氢气从吸附塔顶部连续排出。一段时间后吸附塔需要进行再生，此时需要进行逆放过程和大量再生气进行冲洗过程，再生气通常采用纯化后的产品氢气，导致最终得到的产品氢气产量下降，氯碱尾气中氢气的回收率不高。
[0005]与此同时，再生后排出的解析气由于含有吸附床中脱附出的杂质气体则被排放至解析气缓冲罐，通过放空管高空排放或送入燃料锅炉燃烧，而此时的解析气中除含有杂质气体外还含有大量氢气，纯度甚至高达80％以上，直接排放或燃烧造成了大量资源浪费。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统，减少吸附塔再生用气量，将产生的变压吸附解析气实现回收再利用，缓解现有含有大量氢气的解析气直接高空排放或直接燃烧所导致的资源浪费的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种氯碱尾气中氢气的回收方法，包括以下步骤：
[0009]以含氢量满足设定需求的氯碱尾气为原料，依次执行脱氯、脱氧和除水工艺后，送入变压吸附单元进行吸附，得到高压产品氢气和解析气；
[0010]解析气通入储氢合金，与储氢合金结合形成储氢体，剩余尾气排空；
[0011]储氢体经解析处理，得到低压产品氢气。
[0012]储氢合金为稀土系储氢合金、AB型钛基储氢合金、钒基固溶体型储氢合金、镁基储氢合金和AB2型Laves相钛系中的至少一种。
[0013]解析处理包括，将储氢体在设定真空压力下保持设定时间，从而得到低压产品氢气。
[0014]氯碱尾气为离子膜烧碱法工艺产生的氯碱尾气，氢气含量不小于99％。
[0015]脱氯工艺包括，氯碱尾气通入碱性还原液中生成可溶于水的氯化钠，从而尾气中被除去氯及氯离子。
[0016]脱氧工艺包括，脱氯后的尾气进入脱氧器，在钯触媒作用下进行脱氧反应，在设定温度下使氢与氧发生催化反应生成水，除掉尾气中的氧气。
[0017]除水工艺包括，脱氧后的尾气经降温后去除液态水。
[0018]变压吸附单元通过分段加热吸附剂，实现吸附剂的再生过程。
[0019]本专利技术的第二个方面提供一种氯碱尾气中氢气的回收系统，包括：
[0020]通过管道依次连接的压缩单元、脱氯单元、脱氧单元、冷却分离单元、变压吸附单元和解析气纯化单元，各单元之间的管道上设有控制阀；氯碱尾气经管道进入压缩单元后，依次经脱氯、脱氧、除水和变压吸附得到高压产品氢气，变压吸附单元的解析气通过管道送入解析气纯化单元中，利用解析气纯化单元中的储氢合金与解析气中的氢气结合形成储氢体，剩余尾气排空，储氢体经解析处理，得到低压产品氢气。
[0021]变压吸附单元具有至少一组吸附塔，吸附剂分层填装在吸附塔中，吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的至少一种。
[0022]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0023]1、将变压吸附工艺产生的解析气通入储氢合金，氢气与储氢合金结合形成的储氢体保存解析气中的氢气，剩余的杂质气以尾气的方式排出，储氢体经过解析后能够释放出低压氢气作为产品回收利用，实现解析气中的氢气和杂质气分离，分离出的氢气不再直接燃烧，可以作为低压产品，有利于氯碱尾气中氢气的高价值回收利用。
[0024]2、配合变压吸附过程中分段加热的再生过程，不仅可以减少再生气的用量，还可以实现氯碱变压吸附过程解析气的回收再利用，增加系统的氢气回收率，能有效缓解现有含有大量氢气的解析气直接高空排放或直接燃烧所造成的资源浪费。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1为本专利技术一个或多个实施例提供的氯碱尾气中氢气回收的流程示意图；
[0027]图2为本专利技术一个或多个实施例提供的氯碱尾气中氢气回收系统的结构示意图；
[0028]图中：101压缩单元，102脱氯单元，103脱氧单元，104冷却分离单元，105变压吸附单元，106解析气纯化单元。
具体实施方式
[0029]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0030]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0031]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0032]正如
技术介绍
中所描述的，现有的氯碱尾气中氢气的提纯过程存在变压吸附工
艺，变压吸附工艺过程中的再生气用量大并且产生的解析气不能有效利用，造成氢气损失大，一部分现有技术将这部分解析气收集经稳压后送入氢气锅炉，将解析气中的杂质气体和氢气一并燃烧转换为热量，虽然可以实现解析气的回收利用，但并不能将解析气中的氢气和杂质气分离，并且以燃烧的方式回收氢气仍然需要效果额外资源。
[0033]因此，以下实施例给出一种氯碱尾气中氢气的回收方法和系统，将变压吸附工艺产生的解析气通入储氢合金，氢气与储氢合金形成的储氢体保存解析气中的氢气，剩余的杂质气以尾气的方式排出，储氢体经过解析后能够释放出低压氢气作为产品回收利用，实现解析气中的氢气和杂质气分离，有利于氯碱尾气中氢气的高价值回收利用。
[0034]实施例一：
[0035]一种氯碱尾气中氢气的回收方法，包括以下步骤：
[0036]以含氢量满足设定需求的氯碱尾气为原料，依次执行脱氯、脱氧和除水工艺后，送入变压吸附单元进行吸附，得到高压产品氢气和解析气；
[0037]解析气通入储氢合金，与储氢合金结合形成储氢体，剩余尾气排空；
[0038]储氢体经解析处理，得到低压产品氢气。
[0039]具体为：
[0040]如图1所示，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：以含氢量满足设定需求的氯碱尾气为原料，依次执行脱氯、脱氧和除水工艺后，送入变压吸附单元进行吸附，得到高压产品氢气和解析气；解析气通入储氢合金，与储氢合金结合形成储氢体，剩余尾气排空；储氢体经解析处理，得到低压产品氢气。2.如权利要求1所述的一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：所述储氢合金为稀土系储氢合金、AB型钛基储氢合金、钒基固溶体型储氢合金、镁基储氢合金和AB2型Laves相钛系中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：所述解析处理包括，将储氢体在设定真空压力下保持设定时间，从而得到低压产品氢气。4.如权利要求1所述的一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：所述氯碱尾气为离子膜烧碱法工艺产生的氯碱尾气，氢气含量不小于99％。5.如权利要求1所述的一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：所述脱氯工艺包括，氯碱尾气通入碱性还原液中生成可溶于水的氯化钠，从而尾气中被除去氯及氯离子。6.如权利要求1所述的一种氯碱尾气中氢气的回收方法，其特征在于：所述脱氧工艺包括，脱氯后的尾气进入脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：常景彩，张伟，石涌，韩新宇，张连海，王勇，李军，张家豪，
申请(专利权)人：青达低碳绿氢产业技术研究院青岛有限公司山东大学威海工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：