【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制氢加氢，具体为一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统及运行方法。
技术介绍
1、为了配套内河氢燃料电池动力船舶，需要在内河码头建立制氢加氢站。目前，所采用的加氢站采用制氢加氢一体站建设模式，在三峡坝区右岸杨家湾码头内建设制氢加氢站1座，制氢规模200nm3/h，加氢规模500kg/d。该项目为内河氢燃料电池动力船及三峡坝区内旅游巴士提供加氢服务的需求。主要采用电解水制氢工艺，在制氢过程中，每个电解小室的阴、阳极表面将分别产生氢气、氧气，从电解小室产生的气体会夹带着纯水蒸汽分别通过各个极板上方的氢气、氧气出气孔流入各自的气道中进行汇聚，经氢、氧气气室统一汇聚收集后分别通过氢气管道和氧气管道流入气体分离系统中。
2、目前，行业内部的制氢站，通常主要只对氢气进行回收，而对产生的氧气副产物，则采用直接排放的处理方式。这样就造成了资源的浪费，因此，需要设计相应的系统对制氢工艺过程中所产生的氧气副产物进行有效的回收以达到资源再利用的效果。
技术实现思路
1、为解决当前存在技术问题，本专利技术的主要目的在于提供一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统及运行方法，此系统能够用于对内河码头制氢工艺过程中所产生的氧气副产物进行分离、纯化和干燥工艺，并最终实现氧气的充装，以达到氧气资源再利用的效果，起到了节约资源的目的。
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，包括用于和制氢系统
3、所述原气进气系统包括主进气管，主进气管和原气储罐之间安装有第一球阀和第一止回阀。
4、所述原气储罐的顶部安装有第一安全阀和第一压力表，原气储罐上安装有第一液位计，原气储罐的底端安装有第一排污阀和第一电动排污阀。
5、所述原气储罐和除氢器之间安装有第一阀门和第一电动阀门。
6、所述干燥系统包括并联的第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器；
7、第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器与相应的第一汽水分离器和第二汽水分离器之间设置有多个用于控制进气的第二电动阀门；
8、第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器与相应的第二氧气冷却器和氧气储罐之间设置有多个用于控制出气的第三电动阀门。
9、所述第一汽水分离器和第二汽水分离器采用相同的结构，所述第一汽水分离器上连接有第二液位计，第一汽水分离器的底端安装有第二排污阀和第二电动排污阀。
10、所述第一氧气冷却器和第二氧气冷却器采用相同的结构，第一氧气冷却器的下部连通有冷冻水进水管，第一氧气冷却器的上部连通有冷冻水出水管，第一氧气冷却器上连通有第三排污阀。
11、所述第二出气总管上安装有自力式调压阀。
12、所述自力式调压阀和氧气储罐之间的第二出气总管上安装有第四电动阀门，第四电动阀门和自力式调压阀之间连通有取样阀和放空阀。
13、所述氧气储罐的顶部安装有第二安全阀和第二压力表，氧气储罐的底端安装有第五电动阀。
14、当需要对氧气瓶组进行充装时，氧气瓶组通过第二阀门和第二球阀与增压机的出口连接。
15、所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器上分别连接有用于监测温度的温度传感器；
16、所述第二出气总管上安装有用于检测氧气的在线分析仪。
17、还包括plc控制器，plc控制器与氧纯化充装系统的相应电动阀和仪表相连以实现电动阀的自动控制和系统参数的监测。
18、一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统的运行方法，包括以下步骤：
19、步骤一，氧气的收集：
20、将来自电解槽的氧气通过汇聚之后由原气进气系统输送到原气储罐进行储存；
21、步骤二，氧气的除氢：
22、将原气储罐内部的混合气体输送到除氢器的内部，对氧气中掺杂的少量氢气除去；
23、步骤三，氧气的初级除水：
24、将除氢之后含有水分的氧气输送到第一氧气冷却器，通过第一氧气冷却器进行冷却，根据氧气和水蒸气液化温度的不同，通过第一汽水分离器将氧气中的水蒸气进行液化，实现纯水和氧气分离；
25、步骤四，氧气的干燥：
26、初步除水完成的氧气将被输送到干燥系统，通过干燥系统对氧气进行干燥；
27、步骤五，氧气的再次除水：
28、干燥完成之后的氧气将通过在线分析仪进行分析，如果内部含水率高于设定值，则将氧气再次输送到第二氧气冷却器，通过第二氧气冷却器进行冷却，根据氧气和水蒸气液化温度的不同，通过第二汽水分离器将氧气中的水蒸气进行液化，实现纯水和氧气分离；
29、步骤六，氧气的再次干燥：
30、再次出水完成的氧气将被输送到干燥系统，通过干燥系统对氧气进行干燥，重复步骤五~步骤六，直到氧气中含水率低于设定值；
31、步骤七，氧气的充装：
32、将完全干燥的氧气输送到氧气储罐进行储存，然后，通过增压机将氧气充装到相应的氧气瓶组内部。
33、本专利技术有如下有益效果：
34、1、本专利技术系统能够用于对内河码头制氢工艺过程中所产生的氧气副产物进行分离、纯化和干燥工艺，并最终实现氧气的充装，以达到氧气资源再利用的效果，起到了节约资源的目的。
35、2、本专利技术系统能够实现氧气纯化，而且纯化后的氧气浓度能够达到99%，能够很好的满足工业生产的需要。
36、3、本专利技术通过上述的原气进气系统能够用于将带有水汽的氧气输送储存到原气储罐的内部，通过第一球阀能够用于控制气体的供应，通过第一止回阀能够保证单向通气。
37、4、通过上述的第一安全阀能够对原气储罐起到限压保护的目的。
38、5、通过上述的干燥系统能够根据具体的处理量，同步实现氧气的干燥处理，以提高干燥效率。
39、6、通过上述的第二电动阀门和第三电动阀门的自动通断控制，能够实现氧气的并列运行干燥或者多级连续干燥或者实现氧气的循环干燥，具体运行过程中，只需要选择性进行第二电动阀门和第三电动阀门的通断控制即可。
40、7、通过上述的汽水分离器能够根据重力原理实现液化之后的水与氧气的分离。
41、8、通过上述的氧气储罐能够用于对纯化之后的氧气进行有效的储存。
42、9、通过上述的充装系统能够用于对氧气进行充装。
43、10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于，包括用于和制氢系统的氧气出口相连的原气进气系统，原气进气系统与原气储罐（4）相连，原气储罐（4）的上部通过连通管与除氢器（12）的下部相连通，除氢器（12）的上部通过连通管与第一氧气冷却器（14）相连；第一氧气冷却器（14）与第一汽水分离器（18）相连，第一汽水分离器（18）的出口连接有用于对氧气进行循环干燥的干燥系统；干燥系统的出口通过第一出气总管（43）和第二氧气冷却器（29）相连，干燥系统的出口通过第二出气总管（30）和氧气储罐（37）相连；第二氧气冷却器（29）的顶部出口与第二汽水分离器（28）相连，第二汽水分离器（28）与干燥系统相连；氧气储罐（37）的出口与增压机（39）相连。
2.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气进气系统包括主进气管（1），主进气管（1）和原气储罐（4）之间安装有第一球阀（2）和第一止回阀（3）。
3.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气储罐（4）的顶部安
4.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气储罐（4）和除氢器（12）之间安装有第一阀门（11）和第一电动阀门（10）。
5.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述干燥系统包括并联的第一干燥器（23）、第二干燥器（24）和第三干燥器（25）；
6.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述第一汽水分离器（18）和第二汽水分离器（28）采用相同的结构，所述第一汽水分离器（18）上连接有第二液位计（19），第一汽水分离器（18）的底端安装有第二排污阀（21）和第二电动排污阀（20）。
7.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述第一氧气冷却器（14）和第二氧气冷却器（29）采用相同的结构，第一氧气冷却器（14）的下部连通有冷冻水进水管（16），第一氧气冷却器（14）的上部连通有冷冻水出水管（15），第一氧气冷却器（14）上连通有第三排污阀（17）。
8.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述第二出气总管（30）上安装有自力式调压阀（31）。
9.根据权利要求8所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述自力式调压阀（31）和氧气储罐（37）之间的第二出气总管（30）上安装有第四电动阀门（32），第四电动阀门（32）和自力式调压阀（31）之间连通有取样阀（33）和放空阀（34）。
10.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述氧气储罐（37）的顶部安装有第二安全阀（35）和第二压力表（36），氧气储罐（37）的底端安装有第五电动阀（38）。
11.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：当需要对氧气瓶组（42）进行充装时，氧气瓶组（42）通过第二阀门（40）和第二球阀（41）与增压机（39）的出口连接。
12.根据权利要求5所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述第一干燥器（23）、第二干燥器（24）和第三干燥器（25）上分别连接有用于监测温度的温度传感器（27）；
13.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：还包括PLC控制器（13），PLC控制器（13）与氧纯化充装系统的相应电动阀和仪表相连以实现电动阀的自动控制和系统参数的监测。
14.一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于，包括用于和制氢系统的氧气出口相连的原气进气系统，原气进气系统与原气储罐（4）相连，原气储罐（4）的上部通过连通管与除氢器（12）的下部相连通，除氢器（12）的上部通过连通管与第一氧气冷却器（14）相连；第一氧气冷却器（14）与第一汽水分离器（18）相连，第一汽水分离器（18）的出口连接有用于对氧气进行循环干燥的干燥系统；干燥系统的出口通过第一出气总管（43）和第二氧气冷却器（29）相连，干燥系统的出口通过第二出气总管（30）和氧气储罐（37）相连；第二氧气冷却器（29）的顶部出口与第二汽水分离器（28）相连，第二汽水分离器（28）与干燥系统相连；氧气储罐（37）的出口与增压机（39）相连。
2.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气进气系统包括主进气管（1），主进气管（1）和原气储罐（4）之间安装有第一球阀（2）和第一止回阀（3）。
3.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气储罐（4）的顶部安装有第一安全阀（5）和第一压力表（6），原气储罐（4）上安装有第一液位计（7），原气储罐（4）的底端安装有第一排污阀（8）和第一电动排污阀（9）。
4.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述原气储罐（4）和除氢器（12）之间安装有第一阀门（11）和第一电动阀门（10）。
5.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述干燥系统包括并联的第一干燥器（23）、第二干燥器（24）和第三干燥器（25）；
6.根据权利要求1所述一种资源回收型内河码头制氢加氢站的氧纯化充装系统，其特征在于：所述第一汽水分离器（18）和第二汽水分离器（28）采用相同的结构，所述第一汽水分离器（18）上连接有第二液位计（19），第一汽水分离器（18）的底端安装有第二排污阀（2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊青，叶青平，关苏敏，李友平，汤正阳，罗大安，徐波，崔磊，刘亚青，梁波，谌睿，谢方祥，乐零陵，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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