[实用新型]一种膜分离浓缩回收氢气装置

说明书

本实用新型属于化工领域，涉及化工领域中的氢气提取技术，具体为一种膜分离浓缩回收氢气装置，包括设有冷干机、过滤器、膜分离机构，冷干机与过滤器相连，过滤器与膜分离机构相连，膜分离机构设有膜分离器、真空泵、回流管线和压力调节阀，膜分离器与真空泵相连，压力调节阀一端设在膜分离器和真空泵之间的连接上，一端与真空泵相连，氢气产品经过真空泵输出，燃料气经过膜分离器输出。采用真空系统降低膜分离装置氢气渗透侧的压力，提高了氢气在膜两侧氢气的分压差，提高了氢气在膜表面的渗透推动力，氢气在膜表面的渗透效率可以提高15％～40％，可以明显降低膜分离装置的能耗和运行成本。

技术领域

本实用新型属于氢气提取技术领域，尤其涉及一种膜分离浓缩回收氢气装置。

背景技术

氢气是新型能源和石油化工中的一种重要资源，目前从含氢混合气分离回收氢气的技术主要有变压吸附法、膜分离法。

变压吸附法是利用吸附剂对不同气体的吸附容量、吸附力、吸附速度随压力的不同而有差异的特性，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附混合物中的易吸附组分，当吸附床减压时，解吸这些吸附组分，从而使吸附剂再生。变压吸附法再生速度快、能耗低、操作简单、工艺成熟稳定。最大优点是可以得到产品纯度很高(99.99％)的氢气，氢气回收率在85％～90％左右。但吸附器多，占地面积大。

膜分离法是借助气体各组分在膜中渗透率的不同而实现的，渗透推动力是膜两侧的分压差。膜分离技术具有工艺简单、操作弹性大、费用低等优点。但膜分离回收氢气的纯度不高，并且要求原料气有比较高的压力。

对于炼油厂干气等压力为0.2Mpa～1.0Mpa，氢气含量20％～60％的含氢气体，由于氢气在膜表面的渗透推动力较小，存在着膜分离效率较低，膜材料的用量大，投资成本高的技术问题。因此对低含量的氢气回收需要加压，需要采用对含氢原料气进行压缩增压在1.5～3.0Mpa下的方式来进行膜分离，才能获得高回收率的氢气，又存在着压缩机贵，加压能耗高的技术问题。

如果不对原料氢气加压则氢气产品量少，氢气回收率低没有经济价值。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种膜分离浓缩回收氢气装置，针对较低浓度氢气的原料，克服了常规膜分离法在原料氢气含量较低的情况下需压缩增压在较高压力下操作的限制，采用对膜渗透侧抽空的方法可以不对原料加压，能耗低、投资少，成本低。

解决以上技术问题的本实用新型中的一种膜分离浓缩回收氢气装置，其特征在于：包括设有冷干机、过滤器、膜分离机构，冷干机与过滤器相连，过滤器与膜分离机构相连，膜分离机构设有膜分离器、真空泵、回流管线和压力调节阀，膜分离器与真空泵相连，压力调节阀一端设在膜分离器和真空泵之间的连接上，一端与真空泵相连，氢气产品经过真空泵输出，燃料气经过膜分离器输出。

所述膜分离器膜设有渗余侧和渗透侧，渗透侧与真空泵相连，渗余侧与过滤器以及燃料气装置相连。

所述装置还包括变压吸附器，变压吸附器与真空泵相连接。经抽空后获得的氢气产品增压后再经变压吸附器进一步提纯获得纯氢或者高纯氢气产品。

所述装置还设有加热器，一端与冷干机连接，一端与过滤器连接。

所述加热器温度20℃～80℃。

所述膜分离器渗透侧压力为-0.04～-0.09Mpa。

所述膜分离器渗透侧压力为-0.081～-0.085Mpa。

所述冷干机温度2～10℃，压力值0.2Mpa～1.0Mpa。

所述膜分离回收氢气装置渗余侧压力0.2～1.0Mpa。

本实用新型中膜分离浓缩回收氢气的方法，步骤如下：

(1)含氢气体进入冷干机脱除液态烃类组分和液态水；