氢气纯化系统.pdfVIP

氢气纯化系统--第1页

氢气纯化系统

摘要：介绍水电解纯化设备纯化干燥过程的原理，干燥塔三塔流程零排放，

并对纯化系统装置故障及排除方法研究分析。一般氢气纯化干燥再生工艺中，干

燥器再生时加热吹除和冷却吹除过程要排放含有水汽的氢气。其排放量为整个生

产产品氢气气量10-15%，这就造成了能源的浪费增加利润生产成本。因为水电解

制氢生产主要用电，生产一立方氢气需要消耗5-6度电。实现再生气零排放的经

济效益非常可观。介绍干燥器干燥氢气纯化工艺，其再生气零排放工艺利用生产

本身的动力进行再生循环，使用冷冻水降低再生气出口温度排除大量的水分，是

干燥再生过程零排放工艺实现。

关键词:氢气纯化干燥器

1.概述

众所周知,氢是自然界中最轻的元素,氢元素虽然很多,但自然界中分子态的

氢却极少，氢元素都存在于众多的化合物中,如水、石油、生物体。

氢的用途极广，几乎涉及到国民经济的各个领域:化工中作为原料气;电力中

作为发电机的冷却剂;电子元器件生产中作为还原气、保护气;有色金属冶炼中作

为还原气;液氢可作为航天动力燃料等等。特别是近年来，随着石油，煤等一次

性用的化石燃料的日益枯竭，氢作为一种清洁的可再生的能源，已为各国政府及

学者所认同，因为电解氢来源于水，使用后的产物仍是水，所以是取之不尽，用

之不竭的，完全是零排放的清洁能源。自然界中存在有大量自然能，如水能，风

能，太阳能等，这些能量都可以转化为电能，但电能是不可能储存的，如通过水

电解，电能即可转化为化学能氢，而氢是可以储存的。氢作为一种理想的能源载

体，前景可谓十分看好，所以人们在制氢技术,储氢材料及氢能的利用方面正在

进行着开创性的工作。

2．氢气干燥工作原理

氢气纯化系统--第1页

氢气纯化系统--第2页

氢气干燥是把水电解制取的氢气，利用分子筛采用常温吸附法去除氢气中的

水份。其原理如下：由于水分子具有很强的极性，利用分子筛对水的强亲和力的

特性，当含有水份的氢气通过分子筛床时，其中所含的水份被分子筛吸附，达到

氢气干燥目的。由于当分子筛吸附水达到饱合后，需要再生才能重新使用，故本

系统采用加热再生的方法，将分子筛中吸附的水份解析，从而达到干燥系统连续

使用的目的。

3．干燥器三塔流程及其纯化三塔流程

纯化流程图如下：

4．氢气纯化原理及干燥系统

干燥部分按常温吸附法去除氢气中的水份，用电加热方法根据分子筛再生的

原理实现系统内氢气干燥的目的。干燥系统主要脱氧器，冷却器，汽水分离器，

氢气干燥塔A、B、C，过滤器、积液罐，阀门，管路，管件，一次仪表，框架等

组成，纯化控制柜是控制部分的核心，可实现自动调节、显示、报警、联锁等功

能。氢气纯化设备采用产品氢气再生方式无氢气放空。

干燥器内装有吸附容量大、耐温性好的干燥剂。三台干燥器交替工作、再生、

吸附，以实现整套装置工作的连续性。下面介绍干燥再生系统。

氢气纯化系统--第2页

氢气纯化系统--第3页

一个切换周期中，干燥器工经历三个状态：

Z1：A工作，B再生，C吸附

Z2：B工作，C再生，A吸附

Z3：C工作，A再生，B吸附

注：对每个状态，原料氢气经脱氧、冷却、滤水后进入的第一个干燥器处于

工作状态。处理气量全为气体，干燥器内加热器不工作，介质为未脱水的原料氢

气；

进入第二个干燥器处于再生状态。处理气量根据调试确定—可能为部分气量：

再生状态包括加热阶段和吹冷阶段；

加热阶段—干燥器内加热器工作，当上部温度达到联锁值或加热时间达到设

定值后，自动