一種氫氣凈化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氫氣凈化裝置，基于固態儲氫技術，實現了對氫氣的提純凈化，屬于氫氣的儲運、凈化及供給領域。
【背景技術】
[0002]隨著石油能源日趨枯竭和環境污染問題的加劇，人們開始將目光轉到可替代、再生能源上。氫能是當今世界各國都在積極研究和開發的清潔能源，具有燃燒熱值高、零污染、資源豐富等優勢，目前已被廣泛應用于各行各業中。
[0003]隨著各行業對氫的要求越來越高，如何進一步提高氫氣純度已成為市場急需解決的問題。目前常用的制備超高純氫的方法有:鈀-銀膜熱擴散法、低溫吸附法、變壓吸附法。
[0004]低溫吸附法是把氫氣冷卻到液氮溫度(_196°C )，使用專用吸附劑除掉氫氣中的所殘存雜質，使其達到純化目的，使用這種方法生產出來的氫氣可以達到5N以上。由于這種方法是在超低溫的條件下進行，所以對生產設備有著較高的要求，設備不好會造成能源浪費，產品成本提高，設備和管道結霜流水等，也使生產環境變壞。
[0005]變壓吸附(PSA)法是利用吸附劑對原料氫中雜質組分的吸附能力，達到提純氫氣的目的，具有一次性分離同時除去多種雜質組分的優點。但該方法制得的氫氣的回收率與多種因素有關，且隨產品氫純度的提高而下降，比如，產品氫純度為99.9?99.99%時，三塔或四塔流程的氫氣回收率為70?75%。
[0006]其中，鈀-銀膜熱擴散法制得的氫氣純度最高，但價格昂貴，且鈀-銀膜易開裂損壞，維修和運行費用高。總體來看，超高純氫生產難度大、生產量小。
[0007]利用儲氫合金的選擇性吸氫及可逆吸放氫特性提純氫氣是一種重要方法，金屬氫化物反應器內部充裝儲氫合金，儲氫合金只和氫氣發生化學反應生成金屬氫化物，而氫氣中的雜質氣體因無法反應積聚在反應器內部的空間里，將這些積聚的雜質氣體排出，然后金屬氫化物分解放出純氫，這樣就實現了對氫氣的提純。該方法供氫純度高、成本低、操作方便，運行穩定，可以產業化推廣應用，具有很好的發展前景和廣闊的市場空間。
【發明內容】
[0008]針對各行業對高純氫氣的需求，本發明提供一種氫氣凈化裝置，利用儲氫合金的選擇性吸氫及可逆吸放氫特性，在一定條件下儲氫合金與較低純度氫氣中的氫反應生成金屬氫化物，而氫氣中的雜質氣體因無法反應積聚在反應器內部的空間里，將這些積聚的雜質氣體排出，然后金屬氫化物分解放出純氫，這樣就實現了對氫氣的提純。本裝置利用二臺或二臺以上金屬氫化物反應器的交替運行，實現對氫氣的連續提純和不間斷供氫。
[0009]本發明所采用的技術方案是:提供一種氫氣凈化裝置，該裝置包括至少兩個金屬氫化物反應器及一個流量和壓力控制系統，金屬氫化物反應器內部裝填儲氫合金，進口和出口均通過閥門控制，進口端連接氫源，出口端通過流量和壓力控制系統連接用氫設備。
[0010]兩臺或兩臺以上金屬氫化物凈化器交替進行吸氫、放氫，實現連續凈化氫氣，不間斷輸出高純度氫氣。
[0011 ] 金屬氫化物反應器內部填充稀土系、鈦系或鎂系儲氫合金。
[0012]金屬氫化物反應器出口端閥門為三通閥門，金屬氫化物反應器完成吸氫后，先通過三通閥門將雜質氣體排空，然后金屬氫化物分解放出純氫，即可實現提純氫氣的目的。
[0013]流量和壓力控制系統控制氫氣輸出的流量和壓力，滿足用氫設備的要求。
[0014]利用該氫氣凈化裝置，可將較低純度的氫連續提純凈化，供給用氫設備使用，并可通過流量和壓力控制系統，控制輸出流量和壓力，操作方便，運行穩定。
【附圖說明】
[0015]圖1實施例1中氫氣凈化裝置示意圖。
[0016]圖2實施例2中氫氣凈化裝置示意圖。
[0017]圖3實施例3中氫氣凈化裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合【具體實施方式】對本發明展開進一步的描述，但本發明并不僅限于此，可以在不改變其要點的范圍內適當更改。
[0019]實施例1。
[0020]該氫氣凈化裝置包括四個金屬氫化物反應器3、流量和壓力控制系統6，金屬氫化物反應器3內部裝填AB5型稀土系儲氫合金，進口通過閥門2控制，前端連接氫源I，出口通過三通閥4控制，后面通過流量和壓力控制系統5連接用氫設備7。三通閥4可控制兩個方向，當金屬氫化物反應器3完成吸氫后，先開向排空5，將雜質氣體排出后，再由金屬氫化物分解放出純氫，開向后端供氫。
[0021]實施例2。
[0022]該氫氣凈化裝置包括四個金屬氫化物反應器4、加熱系統3、流量和壓力控制系統7，金屬氫化物反應器4共用一個加熱系統3，金屬氫化物反應器4內部裝填鎂系儲氫合金，進口通過閥門2控制，前端連接氫源I，出口通過三通閥5控制，后面通過流量和壓力控制系統7連接用氫設備8。三通閥5可控制兩個方向，當金屬氫化物反應器4吸滿氫后，先開向排空6，將雜質氣體排出后，再開向后端供氫。
[0023]實施例3。
[0024]該氫氣凈化裝置包括兩個金屬氫化物反應器3、流量和壓力控制系統4，金屬氫化物反應器3內部裝填T1-Mn系儲氫合金，進口通過閥門2控制，前端連接氫源1，出口連接流量和壓力控制系統4，后面通過三通電磁閥6控制，并連接用氫設備7。三通電磁閥6可控制兩個方向，當金屬氫化物凈化器3吸滿氫后，先開向排空5，通過流量和壓力控制系統反饋排空量，判定達到指定值時轉入向后端供氫，滿足用氫需求。
【主權項】
1.一種氫氣凈化裝置，包括至少兩臺金屬氫化物反應器及一個流量和壓力控制系統，金屬氫化物反應器的進口和出口均通過閥門控制，進口端連接氫源，出口端連接流量和壓力控制系統。2.根據權利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，兩臺或兩臺以上金屬氫化物凈化器交替進行吸氫、放氫，實現連續凈化氫氣，不間斷輸出高純度氫氣。3.根據權利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，金屬氫化物反應器內部填充稀土系、鈦系或鎂系儲氫合金。4.根據權利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，金屬氫化物反應器出口端閥門為三通閥門，金屬氫化物反應器完成吸氫后，先通過三通閥門將因無法反應積聚在金屬氫化物反應器里的雜質氣體排空，然后金屬氫化物分解放出純氫，即可實現提純氫氣的目的。5.根據權利要求1所述的氫氣凈化裝置，其特征在于，流量和壓力控制系統按照用氫設備的要求，控制氫氣輸出的流量和壓力。
【專利摘要】本發明提供一種氫氣凈化裝置，包括至少兩個金屬氫化物反應器及流量和壓力控制系統。金屬氫化物反應器內部裝填儲氫合金，進口和出口均通過閥門控制，進口端連接較低純度的氫源，出口端放出凈化后較高純度的氫氣，并通過流量和壓力控制系統連接到用氫設備。利用該氫氣凈化裝置，可實現連續凈化氫氣，不間斷輸出較高純度氫氣，并控制輸出流量和壓力，操作方便，運行穩定。
【IPC分類】C01B3/56
【公開號】CN105060248
【申請號】CN201510419088
【發明人】張沛龍, 朱永國
【申請人】北京浩運金能科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月17日