[发明专利]一种变压吸附纯化制氢装置及制氢方法

权利要求书

1.一种变压吸附纯化制氢装置，包括天然气脱硫塔、氢气转化塔和变压吸附塔，其特征在于：所述天然气脱硫塔的右侧通过导气管a安装有氢气转化塔，所述氢气转化塔的右侧通过导气管b安装有变压吸附塔，所述变压吸附塔的右侧通过导气管c安装有氢气收集塔，所述氢气转化塔的底面内壁上安装有抽气泵，所述抽气泵上方氢气转化塔的内壁上安装有气孔板a，所述气孔板a上设置有镍催化剂，所述氢气转化塔的顶面内壁上安装有电热管b，所述变压吸附塔的顶部安装有泄压口，所述变压吸附塔的两侧外壁上分别安装有制冷压缩机与增压泵，所述变压吸附塔的底面内壁上安装有电热管a，所述电热管a上方位于变压吸附塔的内壁上安装有隔气板。

2.根据权利要求1所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述天然气脱硫塔的左下方外壁上安装有进气管。

3.根据权利要求2所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述导气管a、导气管b与导气管c上均安装有节气阀，其中导气管a为“Z”型管，导气管b与导气管c为直型管。

4.根据权利要求3所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述制冷压缩机的输出端穿过并延伸至变压吸附塔的内部安装有冷气出口。

5.根据权利要求4所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述抽气泵的输入端与导气管a的输出端穿过氢气转化塔连接。

6.根据权利要求5所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述变压吸附塔内设置有碳分子吸附剂，所述碳分子吸附剂采用颗粒活性炭。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述天然气脱硫塔、氢气转化塔、变压吸附塔和氢气收集塔的底部安装有底座。

8.根据权利要求1至6任一项所述的一种变压吸附纯化制氢装置，其特征在于：所述天然气脱硫塔、氢气转化塔、变压吸附塔和氢气收集塔的内部容积大小相等。

9.一种变压吸附纯化制氢的方法，包括使用权利要求7或8所述的变压吸附纯化制氢装置，该方法包括如下步骤：

S1、将天然气通过进气管导入天然气脱硫塔内，对天然气进行初步脱硫处理后，再将水蒸气通过进气管与天然气进行混合；

S2、打开节气阀，将混合后的气体通过导气管导入氢气转化塔内，打开电热管，提升氢气转化塔内温度于800-900摄氏度之间，在镍催化剂与高温的作用下，天然气被转化为一氧化碳、二氧化碳及氢气的混合气体；

S3、打开节气阀，将一氧化碳、二氧化碳及氢气的混合气体通过导气管输入至变压吸附塔内，打开制冷压缩机使变压吸附塔内的温度降至25摄氏度，打开增压泵使变压吸附塔内的压力升到3bar，从而碳分子吸附剂对一氧化碳、二氧化碳进行吸附；

S4、吸附完毕后，打开节气阀将提纯后的氢气通过导气管输入至氢气收集塔内进行储存；

S5、储存提纯氢气后，打开泄压口，使变压吸附塔内的压力瞬间下降，打开电热管使变压吸附塔内的温度升到50-70摄氏度之间，从而碳分子吸附剂内吸附的气体释放出来，碳分子吸附剂还原再生，供下次工作利用。