本实用新型专利技术提供一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，通过在工作缸和再生缸的出口侧的连通管路上设置热管换热器，将热管换热器的冷风口连接在连通管路上，将热管换热器的热风口通过管路与电解槽的出氢管路连接，由此以利用电解槽输出氢气上的余热来加热再生缸输出的干燥氢气，使得干燥氢气再吹扫再生缸的同时，能够对再生缸进行加热，加速再生缸内吸附剂重干燥的效率，减少吹扫再生缸的而产生的废气量。的废气量。的废气量。
【技术实现步骤摘要】
一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置
[0001]本技术涉及电解水制氢的
，尤其涉及一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置。
技术介绍
[0002]在PEM纯水电解制氢工艺中，只需要除去氢气中水蒸气就能够得到高纯度氢气。目前，从氢气中脱除水蒸气的方式主要以汽水分离器干燥+PSA变压吸附提纯结合来实现。PSA变压吸附提纯是利用微孔吸附材料在气液或气体中的一种或几种组分上的选择性吸附原理，将水蒸气从氢气中进一步分离出来，以达到对氢气的纯化目的。一般情况下，吸附床中的吸附剂的吸引比化学分子小，所以升高温度或降低吸附物的局部压力都可能使吸附物（即水蒸气）消失。利用这一特性，可以使得吸附物与吸附剂分离，使得吸附剂得以再生。因此，PSA变压吸附提纯装置通常采用两缸（A缸和B缸）或者多缸并联交替循环工作，能够实现对氢气的持续提纯作业。
[0003]目前，一种较为简便的方式是利用工作缸提纯后的氢气作为清洁气体来对再生缸内的吸附剂进行吹扫，从而实现吸附剂再生。这种方式结构简单，且不会对再生缸造成二次污染，仅需再A、B缸的出气侧设置连通管路，使得工作缸提纯的少量氢气能够通过连通管路进入再生缸，这样，当工作缸提纯的同时，也能够对再生缸的进行反向吹扫，两缸交替工作，就能实现对氢气的持续干燥提纯。
[0004]由于进入干燥缸内的氢气是经过汽水分离器的冷却干燥处理，因此，氢气的温度比较低，这部分氢气在进入再生缸时，其温度也是低温状态，在冲洗过程中，只能依靠氢气反向流动将吸附剂吸收的水蒸气吹散，耗气量较大，有必要对PSA吸附提纯部分做出进一步改进。
技术实现思路
[0005]本技术提供一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，能够有效利用电解槽输出氢气上的余热来加热再生缸输出的干燥氢气，使得干燥氢气再吹扫再生缸的同时，能够对再生缸进行加热，加速再生缸内吸附剂重干燥的效率，减少吹扫再生缸的而产生的废气量。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，应用于PEM纯水电解制氢系统中，包括电解槽、汽水分离器以及PSA变压吸附子系统，电解槽的氢气出口通过管路依次与汽水分离器、PSA变压吸附子系统连通，所述PSA变压吸附子系统包括内部填充有用于吸附水蒸气的吸附剂的A缸和B缸，所述A缸和B缸的进气端分别通过第一管路和第二管路与氢气输入管路连接，所述A缸和B缸的出气端分别通过第三管路和第四管路与氢气输出管路连接；
[0008]所述第三管路和第四管路之间通过第五管路连通，所述第五管路上设置有第一精
度调节阀、热管换热器、第二精度调节阀，所述热管换热器的冷风口连接在第五管路上，所述热管换热器的热风口通过管路与电解槽的出氢管路连接。
[0009]可选地，所述热管换热器的两端分别设置第一温度传感器和第二温度传感器。
[0010]可选地，所述第三管路和第四管路上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器。
[0011]可选地，所述第一管路、第二管路、第三管路以及第四管路上分别设置第一T型过滤器、第二T型过滤器、第三T型过滤器以及第四T型过滤器。
[0012]可选地，所述第一管路和第二管路与氢气输入管路之间设置有进气排气阀组，所述进气排气阀组的进气端与氢气输入管路连通，其出气端与所述第三管路和第四管路连通，其排气端通过排气管路与水封连通。
[0013]可选地，所述进气排气阀组包括A缸进气阀、A缸排气阀、B缸进气阀以及B缸排气阀，所述A缸进气阀的第一端和B缸进气阀的第一端与氢气输入管路连接，所述A缸进气阀的第二端和A缸排气阀的第一端与第一管路连接，所述B缸进气阀的第二端和B缸排气阀的第一端与第二管路连接。
[0014]根据本技术提供的自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，能够有效利用电解槽输出氢气上的余热来加热再生缸输出的干燥氢气，使得干燥氢气再吹扫再生缸的同时，能够对再生缸进行加热，加速再生缸内吸附剂重干燥的效率，减少吹扫再生缸的而产生的废气量。
附图说明
[0015]图1为本技术一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。
[0017]本技术提供的自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，应用于PEM纯水电解制氢装置中，包括电解槽200、汽水分离器300以及PSA变压吸附子系统100，电解槽的氢气出口通过管路依次与汽水分离器、PSA变压吸附子系统连通。在本实施例中，主要改进在于PSA变压吸附子系统，通过在工作缸和再生缸的出口侧的连通管路上设置热管换热器，将热管换热器的冷风口连接在连通管路上，将热管换热器的热风口通过管路与电解槽的出氢管路连接，由此以利用电解槽输出氢气上的余热来加热再生缸输出的干燥氢气，使得干燥氢气再吹扫再生缸的同时，能够对再生缸进行加热，加速再生缸内吸附剂重干燥的效率，减少吹扫再生缸的而产生的废气量。
[0018]具体地，如图1所示，该PSA变压吸附子系统包括主要由A缸16和B缸11组成，A缸和B缸内设置有用于吸附水蒸气用的吸附剂，吸附剂具体可以为分子筛、活性氧化铝、活性炭、硅胶、沸石等固体吸湿颗粒，这些颗粒能够在经过氢气经过时从氢气中吸附残留水蒸气。当A缸提纯时A缸既为工作缸，此时B缸为再生缸，反之同理。
[0019]A缸和B缸的进气端分别通过第一管路和第二管路与氢气输入管路连接，两者的出气端分别设置由第三管路和第四管路与氢气输出管路连接。在第一管路和第二管路与氢气输入管路之间设置有进气排气阀组，进气排气阀组的进气端与氢气输入管路连通，其出气
端与所述第一管路和第二管路连通。具体地，进气排气阀组包括A缸进气阀2、A缸排气阀4、B缸进气阀3以及B缸排气阀5，A缸进气阀的第一端和B缸进气阀的第一端与氢气输入管路连接，A缸进气阀的第二端和A缸排气阀的第一端与第一管路连接，B缸进气阀的第二端和B缸排气阀的第一端与第二管路连接。当A缸工作时，A缸进气阀打开、B缸进气阀关闭，氢气进入A缸内提纯；当B缸工作时，B缸进气阀打开、A缸进气阀关闭，氢气进入B缸内提纯。
[0020]在第三管路和第四管路之间通过第五管路连通，当A缸工作时，可释放少量干燥氢气来反向吹扫B缸内吸附剂颗粒，将吸附剂上吸附的水蒸气脱离出去，使得吸附剂再生，脱离出来的水蒸气随氢气一起，从B缸排气阀排出；同时，当B缸工作时，可释放少量干燥氢气来反向吹扫A缸内吸附剂颗粒，使得吸附剂再生，脱离出来的水蒸气随氢气一起，从A缸排气阀排出。
[0021]由于单纯的氢气吹扫对吸附剂的干燥效果欠佳，为此，本技术在第五管路上增设第一精度调节阀12、热管换热器29、第二精度调节阀30，热管换热器的冷风口连接在第五管路上，热管换热器的热风口通过管路与电解槽的出氢管路连接。如图1所示，当A缸工作时，A缸进气阀、B缸排气阀以及第一精度调节阀、第二精度调节阀打开，氢气自氢气输出管路进入PSA变压吸附子系统后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，应用于PEM纯水电解制氢系统中，包括电解槽、汽水分离器以及PSA变压吸附子系统，电解槽的氢气出口通过管路依次与汽水分离器、PSA变压吸附子系统连通，其特征在于，所述PSA变压吸附子系统包括内部填充有用于吸附水蒸气的吸附剂的A缸和B缸，所述A缸和B缸的进气端分别通过第一管路和第二管路与氢气输入管路连接，所述A缸和B缸的出气端分别通过第三管路和第四管路与氢气输出管路连接；所述第三管路和第四管路之间通过第五管路连通，所述第五管路上设置有第一精度调节阀、热管换热器、第二精度调节阀，所述热管换热器的冷风口连接在第五管路上，所述热管换热器的热风口通过管路与电解槽的出氢管路连接。2.根据权利要求1所述的自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，其特征在于，所述热管换热器的两端分别设置第一温度传感器和第二温度传感器。3.根据权利要求1所述的自带干燥功能的PSA变压吸附提纯制氢装置，其特征在于，所述第三管路和第四管路上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓晋，李晓浩，张杰，
申请(专利权)人：时代氢源深圳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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