一种二级变压吸附提纯氢气带回流的系统及提纯氢气的方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115253595A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210982399.2(22)申请日2022.08.16(71)申请人瑞必科净化设备（上海）有限公司地址201613上海市松江区江田东路92号5幢(72)发明人王思源(74)专利代理机构上海港慧专利代理事务所(普通合伙)31402专利代理师杨锴(51)Int.Cl.B01D53/047(2006.01)C01B3/56(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种二级变压吸附提纯氢气带回流的系统及提纯氢气的方法和应用(57)摘要本发明涉及一种二级变压吸附提纯氢气的系统及提纯氢气的方法和应用，所述系统包括依次连接的压缩机、一级变压吸附装置和二级变压吸附装置；本发明提供的二级变压吸附提纯氢气的系统在提纯氢气时，通过二级变压吸附装置的联用，最终使得高杂质、较低含氢原料气经过处理，迭代计算，在满足高纯度产品氢的同时，氢气收率能≥80％，相比直接用一套变压吸附装置，收率提升至少10％，适用于工业化生产应用。CN115253595ACN115253595A权利要求书1/1页1.一种二级变压吸附提纯氢气的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的压缩机、一级变压吸附装置和二级变压吸附装置。2.根据原理要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩机为隔膜压缩机；所述压缩机的压缩比为2～3。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述一级变压吸附装置为快周期变压吸附装置。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的系统，其特征在于，所述二级变压吸附装置为快周期变压吸附装置。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的系统，其特征在于，所述一级变压吸附装置和所述二级变压吸附装置中的控制阀均为电力驱动旋转阀。6.根据权利要求1‑5中任一项所述的二级变压吸附提纯氢气的系统提纯氢气的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将原料气通入压缩机中，经过压缩后输送到一级变压吸附装置中进行一次提纯后得到一次产品气和一次尾气，一次尾气直接排除系统；(2)将步骤(1)得到的一次产品气输送到二级变压吸附装置中进行二次提纯得到最终产品气，同时产生二次尾气，二次尾气返回与步骤(1)中的原料气混合后，再次进行提纯。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述压缩为将原料气压缩至压力为0.6MPaG～3MPaG。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述一级变压吸附装置进行一次提纯的流程依次包括吸附、均压、再生和增压。9.根据权利要求6‑8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述二级变压吸附装置进行二次提纯的流程依次包括吸附、均压、再生和增压。10.根据权利要求1‑5中任一项所述的系统在混合气中氢气提纯中的应用。2CN115253595A说明书1/6页一种二级变压吸附提纯氢气带回流的系统及提纯氢气的方法和应用技术领域[0001]本发明涉及技术领域，尤其涉及一种二级变压吸附提纯氢气的系统及提纯氢气的方法和应用。背景技术[0002]氢能是一种绿色、高效的二次能源，可再生性、效率和环境友好性等几个因素是氢能最显著的优势。冶金、航天、电子、玻璃、精细化工、能源等行业对氢能量的需求和纯度的要求越来越高。[0003]对比现阶段已有的几种提纯氢的工艺路线，在当我们产品气要求达到纯氢，高纯氢，甚至是超纯氢和电子工业用氢时，只有变压吸附装置，以其产品纯度可调性强、一次分离同时除去多种杂质组分的优点，在众多方法中脱颖而出，成为提纯高纯度氢的首选方法。而且该方法在提纯氢时，产品气的压力损失不大，也为后续工段节约了能耗。但其最大的一个问题是，产品气的氢收率普遍不高，特别是当原料气气质很差，氢气含量不高时，最终的氢收率最低甚至只能到60％，或者直接无法用单一的变压吸附装置满足产品要求。[0004]CN113200518A公开了一种从兰炭尾气中回收提纯氢气的方法，兰炭尾气经净化、第一次压缩、脱硫等工序后，在较低压力下进入两段变压吸附提纯氢气装置，第一段变压吸2+附装置使用冲洗的方法再生，将兰炭尾气中的绝大部分CO2、C脱除，同时还脱除部分N2、CO、CH4等杂质气体，获得以H2和N2为主的净化气，净化气经第二次压缩升压，在较高压力下进入第二段变压吸附装置，获得H2纯度≥99％的产品氢气。该方法通过两段变压吸附装置回收提纯兰炭尾气中的氢气，第一段变压吸附装置在无真空泵且压力较低的情况下脱除了大部分杂质气体，然后再压缩升压进入第二段变压吸附装置，具有氢气收率高，能耗低，经济效益特别显著的特点。[0005]CN114073882A公开了一种从石化排放尾气中同时回收氢气和甲烷气等多种气体的工艺技术和装置。所述尾气中氢