三塔无损气体干燥系统技术方案

本申请提供了一种三塔无损气体干燥系统，通过在四通阀分别将所述初始冷却器分别与所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器连接，这样只需要一个四通阀就可以根据第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的工作状态自动的切换粗氢进入对应的干燥塔中，通过采用所述四通阀的切换使用，不影响所述干燥系统的工作和再生的性能，同时对产品气的纯度和露点都没有任何影响。同时再生气体能够回收利用，不排入到大气中，能够对100％的粗氢进行的干燥纯化得到产品气，具有节能减排的效果。同时减少了多个阀门的使用，降低了设备制造及运维成本。不仅结构布局简洁，还可以节约管道的使用，以节约成本。以节约成本。以节约成本。

【技术实现步骤摘要】
三塔无损气体干燥系统


[0001]本专利技术涉及气体纯化的
，特别涉及一种三塔无损气体干燥系统。

技术介绍

[0002]电解水制氢所制取出来的氢气含有少量的氧气和水，进入纯化器的氢气称为粗氢。纯化的目的就是通过触媒剂除去粗氢中的氧，通过干燥剂吸附除去水，纯化后的氢气称为产品气。
[0003]为能达到高纯度氢气，常用的氢气纯化装置，通常都采用部分产品氢气再生法，部分再生主要是为了连续操作。现有的氢气纯化装置采用无压再生方法，即两个干燥搭工作压力不同，一个干燥塔在系统压力下对气体进行干燥，另外一个干燥塔在系统压力下进行再生。根据干燥塔数量不同可以分为两塔工艺和三塔工艺。其中，现有的三塔纯化装置采用多个二通阀来控制粗氢进入不同的干燥塔内进行干燥，为了满足三塔纯化装置的功能，这就需要在管路上布置多个二通阀来控制气体走向，这不仅导致阀门的使用大幅度增加，从而也会导致控制变得复杂，还使管道布局复杂。使得纯化成本大幅度增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种三塔无损气体干燥系统，以解决现有技术中的三塔干燥结构复杂以及两塔干燥氢气外排浪费，且再生速度及氢气纯化效率低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供了一种三塔无损气体干燥系统，用于对粗氢进行无损干燥，包括初始冷却器、第一干燥塔、第二干燥塔、第三干燥塔、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器，所述初始冷却器连接外部粗氢入口，其中，所述第一冷却器与所述第一干燥塔连接，所述第二冷却器与所述第二干燥塔连接，所述第三冷却器与所述第三干燥塔连接，其特征在于，所述粗氢分配采用四通阀，所述四通阀的四个端口分别连接所述初始冷却器、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器；所述三塔无损气体干燥系统还包括相互连接的第一干燥氢气管路和第二干燥氢气管路；所述第一干燥塔、所述第二干燥塔和所述第三干燥塔均各自通过一个第一三通阀与所述第一干燥氢气管路、所述第二干燥氢气管路连接；其中，所述第一冷却器与所述第三冷却器之间设有第一辅助连通管，所述第二冷却器与所述第三冷却器之间设有第二辅助连通管，所述第二辅助连通管上设有第一二通阀；所述第一辅助连通管上设有第一单向阀，使得粗氢流向为从所述第三干燥塔流向所述第一干燥塔；并且在所述第一辅助连通管和所述第二辅助连通管之间的管路上设有第二二通阀；在所述四通阀和所述第二辅助连通管之间且连通所述第二冷却器的管道上设有第二单向阀，使得粗氢流向为从所述四通阀流向所述第二干燥塔。
[0006]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；在所述第一工作状态下，所述第一干燥塔为主工作状态，所述第二干燥塔为再生状态，所述第三干燥塔为次工作状态；在所述第二工作状态下，所述第一干燥塔为再生状态，所述第二干燥塔为次工作状态，所述第三干燥塔为主工
作状态；在第三工作状下，所述第一干燥塔为次工作状态，所述第二干燥塔为主工作状态，所述第三干燥塔为再生状态。
[0007]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述四通阀包括A、B、C、D四个端口，所述A端口连接所述初始冷却器，所述B端口连接所述第一冷却器，所述C端口连接所述第二冷却器，所述D端口连接所述第三冷却器；在所述第一工作状态下，A端口与B端口连通，C端口与D端口连通，所述第一二通阀和所述第二二通阀均为开启状态；在所述第二工作状态下和在所述第三工作状态下，A端口与D端口连通，C端口与B端口连通；其中，在所述第二工作状态下，所述第一二通阀为开启状态，所述第二二通阀为关闭状态；在所述第三工作状态下，所述第一二通阀为关闭状态，所述第二二通阀为开启状态。
[0008]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，每个所述第一三通阀包括E、F、G三个端口，所述E端口连接一个干燥塔，所述F端口连接所述第一干燥氢气管路，所述G端口连接所述第二干燥氢气管路；每个所述第一三通阀具有第一连通状态和第二连通状态；其中，所述第一连通状态为E端口和F端口连通，所述第二连通状态为E端口与G端口连通；在所述第一工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态；在所述第二工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态；在所述第三工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态。
[0009]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括气动薄膜调节阀；所述气动薄膜调节阀设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于调节通过第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。
[0010]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括流量计，所述流量计设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于读取通过第一干燥氢气管路或者所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。
[0011]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括排空管路和产品气管路，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口通过一个第二三通阀与所述排空管路和产品气管路连接。
[0012]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，在所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口处还包括露点检测仪，以检测经过干燥后的气体的露点。
[0013]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，当所述露点检测仪检测到所述干燥氢气的露点高于
‑
45℃时，所述气动薄膜调节阀关闭，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口与所述排空管路连通。
[0014]可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述四通阀、所述第一二通阀、第二二通阀和所述气动薄膜调节阀均为自控阀，由外接的控制器控制其自动切换。
[0015]与现有技术相比，本申请提供一种三塔无损气体干燥系统，通过在四通阀分别将
所述初始冷却器分别与所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器连接，这样只需要一个四通阀就可以根据第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的工作状态自动的切换粗氢进入对应的干燥塔中，通过采用所述四通阀的切换使用，不影响所述干燥系统的工作和再生的性能，同时对产品气的纯度和露点都没有任何影响。同时再生气体能够回收利用，不排入到大气中，能够对100％的粗氢进行的干燥纯化得到产品气，具有节能减排的效果。同时减少了多个阀门的使用，降低了设备制造及运维成本。不仅结构布局简洁，还可以节约管道的使用，以节约成本。
附图说明
[0016]图1是本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三塔无损气体干燥系统，用于对粗氢进行无损干燥，包括初始冷却器、第一干燥塔、第二干燥塔、第三干燥塔、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器，所述初始冷却器连接外部粗氢入口，其中，所述第一冷却器与所述第一干燥塔连接，所述第二冷却器与所述第二干燥塔连接，所述第三冷却器与所述第三干燥塔连接，其特征在于，所述粗氢分配采用四通阀，所述四通阀的四个端口分别连接所述初始冷却器、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器；所述三塔无损气体干燥系统还包括相互连接的第一干燥氢气管路和第二干燥氢气管路；所述第一干燥塔、所述第二干燥塔和所述第三干燥塔均各自通过一个第一三通阀与所述第一干燥氢气管路、所述第二干燥氢气管路连接；其中，所述第一冷却器与所述第三冷却器之间设有第一辅助连通管，所述第二冷却器与所述第三冷却器之间设有第二辅助连通管，所述第二辅助连通管上设有第一二通阀；所述第一辅助连通管上设有第一单向阀，使得粗氢流向为从所述第三干燥塔流向所述第一干燥塔；并且在所述第一辅助连通管和所述第二辅助连通管之间的管路上设有第二二通阀；在所述四通阀和所述第二辅助连通管之间且连通所述第二冷却器的管道上设有第二单向阀，使得粗氢流向为从所述四通阀流向所述第二干燥塔。2.根据权利要求1所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述三塔无损气体干燥系统包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；在所述第一工作状态下，所述第一干燥塔为主工作状态，所述第二干燥塔为再生状态，所述第三干燥塔为次工作状态；在所述第二工作状态下，所述第一干燥塔为再生状态，所述第二干燥塔为次工作状态，所述第三干燥塔为主工作状态；在第三工作状下，所述第一干燥塔为次工作状态，所述第二干燥塔为主工作状态，所述第三干燥塔为再生状态。3.根据权利要求2所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述四通阀包括A、B、C、D四个端口，所述A端口连接所述初始冷却器，所述B端口连接所述第一冷却器，所述C端口连接所述第二冷却器，所述D端口连接所述第三冷却器；在所述第一工作状态下，A端口与B端口连通，C端口与D端口连通，所述第一二通阀和所述第二二通阀均为开启状态；在所述第二工作状态下和在所述第三工作状态下，A端口与D端口连通，C端口与B端口连通；其中，在所述第二工作状态下，所述第一二通阀为开启状态，所述第二二通阀为关闭状态；在所述第三工作状态下，所述第一二通阀为关闭状态，所述第二二通阀为开启状态。4.根据权利要求3所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，每个所述第一三通阀包括E、F、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳浩，白杨，李瑞平，严敏，崔巍，曲斐，刘一扬，邬恬，周奇，苏泽宇，孙磊，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市碳中和研究应用有限公司，
类型：发明
国别省市：