[发明专利]一种氢气纯化干燥装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种氢气纯化干燥装置及其工作方法，包括四通阀，四通阀的A口连接进氢管道，四通阀的P口连接1号纯化系统，四通阀的B口连接2号纯化系统，四通阀的T口连接用户输出管道，1号纯化系统和2号纯化系统之间连接冷干机，1号纯化系统中的1号分子筛干燥塔内设置1号加热装置；2号纯化系统中的2号分子筛干燥塔内设置2号加热装置，本发明的优点在于：结构简化，内置式加热能高效率利用热能；冷却除水稳定，效率高；利用过程气再生，把工作循环和再生循环合二为一。

技术领域

本发明涉及氢气纯化干燥技术领域，尤其涉及一种氢气纯化干燥装置及其工作方法。

背景技术

硬质合金生产中氧化钨还原时需使用到氢气，由水电解而得的氢气需要进行干燥纯化处理。现有的干燥纯化装置多数采用分子筛吸附塔，因其可再生利用，干燥纯化装置内普遍设置2个分子筛吸附塔，能够倒换分子筛吸附塔实现可再生操作，但是装置中却存在多种问题。

如图1所示，一氢气纯化干燥系统，该装置采用外置式加热，采用冷冻机产生的冷冻水间接冷却，再生过程需要罗茨鼓风机实行强制循环，系统循环分为工作循环和再生循环：

1、当1#塔为工作塔，2#塔为再生塔时，开①、③、⑥、⑧号阀门，关②、④、⑤、⑦号阀门；

2、当2#塔为工作塔，1#塔为再生塔时，开②、④、⑤、⑦号阀门，关①、③、⑥、⑧号阀门；

上述的装置运行存在如下问题：

1、系统结构复杂，且在再生过程中一直需要一台罗茨鼓风机工作强制循环，能耗高，干燥塔相互倒换的时候需要操作多个阀门，在有鼓风泵抽送的场合，如果阀门操作过慢会导致系统出现负压，氢气系统在负压下最危险；

2、开关阀门过多切换速度慢，为避免系统不出现负压规定操作顺序为先开后关，这样容易造成工作循环与再生循环气体互串，影响工作气质量，另外其中4个阀门处于高温的环境下工作，密封结构易老化，易发生相互串气现象，安全性不高；

3、氢气加热为单独的加热器，氢气经过加热器再通过管道才能够到干燥塔内，管道和干燥加热器本身散去大量热量，没有考虑到辐射热的回收，能耗高；

4、采用冷冻机产生的冷冻水，泵送到管壳式热交换器，氢气通过热交换器实现间接降温除水，氢气冷却的温度受季节性的影响冷却温度波动大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢气纯化干燥装置及其工作方法，以克服现有技术的安全性不高、工作气质量受影响、热量利用率不高、冷却温度不稳定的问题。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种氢气纯化干燥装置，包括一四通阀，所述四通阀的A口连接有进氢管道，所述四通阀的P口连接有1号纯化系统，所述四通阀的B口连接有2号纯化系统，所述四通阀的T口连接有用户输出管道，所述1号纯化系统和2号纯化系统之间还连接有一冷干机，

所述1号纯化系统包括1号传输管道，其一端连接在所述P口，另一端连接在所述冷干机上，其上从P口到冷干机方向依次串接有1号分子筛干燥塔、1号水预冷换热器；

所述2号纯化系统包括2号传输管道，其一端连接在所述B口，另一端连接在所述冷干机上，其上从B口到冷干机方向依次串接有2号分子筛干燥塔、2号水预冷换热器；

所述1号分子筛干燥塔内设置有1号加热装置；

所述2号分子筛干燥塔内设置有2号加热装置。

进一步地，所述1号加热装置位于所述1号分子筛干燥塔中央，所述1号分子筛干燥塔的进气口位于所述加热装置上端，出气口位于1号分子筛干燥塔中央的外侧壁上部。