[发明专利]氢气净化系统和方法

说明书

本发明公开了氢气净化系统和方法。其中，氢气净化系统包括：淋洗装置、气液分离装置、脱氧装置、冷却装置、干燥装置、变压吸附装置和净化除尘装置。该氢气净化系统可对氢气进行深度净化，得到5N纯度的高纯氢气。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及氢气净化系统和方法。

背景技术

目前国内生产的钨粉的化学纯度一般为3N5(99.95％)，纯度为5N(99.999％)的钨粉规模化生产在国内尚属空白，而制备5N纯度钨粉的一个重要前提条件，便是作为原料之一的氢气纯度达到5N。在利用氢气制备钨粉的反应中，理论上需要的氢气用量很少，但为了提高反应速度和质量，须使用过量(10倍理论量左右)的纯氢气。为降低生产成本，需对反应剩余的氢气进行回收再利用。

然而，回收得到的氢气中常含有氧气、氨气、水分以及各种颗粒杂质，且在回收氢气的纯化过程中，纯化设备容易向氢气中引入粉尘颗粒等杂质，影响氢气纯度。因此，现有的氢气净化手段仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出氢气净化系统和方法。该氢气净化系统可对氢气进行深度净化，得到5N纯度的高纯氢气。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种氢气净化系统。根据本发明的实施例，该氢气净化系统包括：淋洗装置，所述淋洗装置具有氢气入口和淋洗后氢气出口；气液分离装置，所述气液分离装置具有淋洗后氢气入口和分离后氢气出口，所述淋洗后氢气入口与所述淋洗后氢气出口相连；脱氧装置，所述脱氧装置具有分离后氢气入口和脱氧后氢气出口，所述分离后氢气入口与所述分离后氢气出口相连；冷却装置，所述冷却装置具有脱氧后氢气入口和冷却后氢气出口，所述脱氧后氢气入口与所述脱氧后氢气出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有冷却后氢气入口和干燥后氢气出口，所述冷却后氢气入口与所述冷却后氢气出口相连；变压吸附装置，所述变压吸附装置具有干燥后氢气入口和吸附后氢气出口，所述干燥后氢气入口与所述干燥后氢气出口相连；净化除尘装置，所述净化除尘装置具有吸附后氢气入口和高纯氢气出口，所述吸附后氢气入口与所述吸附后氢气出口相连。

根据本发明实施例的氢气净化系统，首先利用淋洗装置对回收得到的氢气进行淋洗处理，以便除去氢气中混有的固体尘埃、微量氨等杂质，并对氢气进行降温。经淋洗降温后的氢气进入气液分离装置进行气液分离处理后，经粗分离的氢气进入脱氧装置，并通过脱氧处理脱除其中混有的氧气。进而，脱氧后氢气进入冷却装置，在将氢气冷却的同时初步除去其中混有的水分，后续再利用干燥装置进行进一步地干燥处理。经干燥后，氢气进入变压吸附装置中进行进一步提纯，通过吸附处理进一步除去氢气中水分、气体等杂质。然后利用净化除尘装置对氢气进行深度净化，除去其中混有的粉尘杂质，得到满足工艺要求的成品氢气。由此，本发明的氢气净化系统可对氢气进行深度净化，得到5N纯度的高纯氢气，满足5N纯度钨粉制备工艺中对氢气的需求。

另外，根据本发明上述实施例的氢气净化系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述氢气净化系统进一步包括：集气罐，所述集气罐具有气体入口、再生氢气入口、新鲜氢气入口和气体出口，所述气体入口与所述分离后氢气出口相连，所述气体出口与所述分离后氢气入口相连，所述再生氢气入口与所述净化除尘装置的所述高纯氢气出口相连。

在本发明的一些实施例中，所述变压吸附装置包括高压吸附单元和低压解吸单元。由此，可进一步提高氢气中水分和气体杂质的去除效果。

在本发明的一些实施例中，所述净化除尘装置包括圆柱形本体，所述吸附后氢气入口设置所述圆柱形本体的侧壁，所述高纯氢气出口设在所述圆柱形本体的顶壁；所述圆柱形本体内限定有容纳空间，所述容纳空间中设有多个覆膜滤筒。由此，可进一步提高氢气中粉尘的去除效果。

在本发明的一些实施例中，所述覆膜滤筒为顶装式BWF覆膜滤筒。