[实用新型]一种撬装式高纯氢纯化装置

说明书

一种撬装式高纯氢纯化装置，其特征在于包括如下设备：脱硫吸附床、颗粒过滤器、一级金属钯合金膜分离器、二级金属钯合金膜分离器、一级加热器、二级加热器、一级增压泵、二级增压泵、第一储气罐、第二储气罐、第三储气罐、第四储气罐、换热器、蓄热式加热炉，各设备通过管道相连。本实用新型撬装式高纯氢纯化装置操作较为简便，操作压力小、弹性大、安全性好，钯合金膜分离氢气效率高，经济效益好，充分利用了一级分离器的截流气，为高效生产高纯度氢气提供了一种更优化的成套装置。

技术领域

本发明属于氢气膜分离纯化领域，特别涉及一种撬装式高纯氢纯化装置。

背景技术

随着化石能源的减少和动力电池能源的发展瓶颈到来，以及氢气作为二次能源的优异特性，如燃烧性能好，效率高，清洁无污染，不造成温室效应等，政府和研究机构都将目光转移到了氢能源方向。近日，国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》，提出了15项重点创新任务，包括煤炭清洁高效利用技术创新、先进核能技术创新、氢能与燃料电池技术创新、先进储能技术创新、能源互联网技术创新等。

研究基于可再生能源及先进核能的制氢技术、新一代煤催化气化制氢和甲烷重整/部分氧化制氢技术、分布式制氢技术、氢气纯化技术，开发氢气储运的关键材料及技术设备，实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化，以及加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用等，都是氢能与燃料电池技术的重点任务。传统工艺制氢中往往产生许多副产物，如CO、CO₂、O₂、H₂O、CH₄等杂质，而氢的大部分应用领域对氢的纯度都有很高的要求。根据国标《氢燃料品质要求第1部分：质子交换膜燃料电池汽车用燃料》中的要求，用于燃料电池的氢气纯度标准至少要达到99.999%。同时，近十年来，我国大规模集成电路、液晶显示和光纤通讯器件等半导体行业爆发式增长，对高纯气体(99.999%～99.9999%)的质量要求也十分严苛。因此，当前，市场对高纯氢的需求数量和质量均逐步提升，市场前景较好。

低耗和高效的分离方法一直是气体分离领域的难题，传统的氢的分离与纯化主要用变压吸附技术，对设备的要求较高，投入大。随着技术的发展，成本问题成为关系氢能成本与应用的关键环节。膜分离法是一种根据膜对特定气体的选择透过性实现气体的分离，在压力驱动下，借助于气体中各组分在膜表面上的吸附能力或在膜内溶解-扩散上的差异，通过膜的选择渗透作用将气体分离得到目的气体。膜分离法具有无变相，投资省、能耗低、占地少，而且设备简单，操作方便，运行可靠性高等特点。金属钯及其合金膜是最早用于氢气分离研究的金属膜，这归结于其对氢气具有优异的渗透性和选择性。专利CN101372314、CN201301223给出了提纯氢气制备高纯及超高纯氢气的设备及钯膜组件装置，阐述了增加预处理步骤或者在换热器和钯膜分离器之间增加气液分离器，有助于除去合成气或经换热器的原料气中的大量水蒸汽，膜分离效率得到提高。

发明内容

本实用新型旨在提供一种撬装式高纯氢纯化装置，将用于前处理、气体分离提纯、尾气再利用等的设备集成。占地面积小，氢气利用率高，操作压力小，安全性高，操作弹性大，适合多种应用场景。