一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统的制作方法

本技术涉及电解制氢设备领域，具体是指一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统。

背景技术：

1、工业生产中常用的氢气制备方法有电解水制氢法、矿物燃烧转化制氢法以及石油化工生产过程中副产氢气等。电解水制氢法具有工艺简单、操作方便、生产过程不会产生co2等温室气体，且产品纯度高等优点，是目前重要的制氢方法之一，被视为未来“氢经济时代”的主要生产方式。

2、电解水制氢从电解槽阴极出来的含有碱液的氢气(气液体积比接近3:1)进入氢气液分离器中，在重力作用下进行气液分离，冷却后再由氢气捕滴器将其中的游离水除去，经氢气缓冲罐进脱氧器，将微量的氧杂质在催化剂的作用下反应生成水，再由氢气冷却器将气体中的水蒸汽冷凝排出，然后进装有分子筛的吸附塔，利用分子筛对水、二氧化碳及其他杂质的吸附作用，达到净化氢气的目的。氢气经过脱氧塔，在催化剂及电加热器加热至150℃的作用下，氢气中的氧气与氢气反应生成少量水。然后，再经过氢气冷疑器，将气体冷却使气体中的水蒸气冷凝生成水，冷凝水经集液器自动排放到系统外。常规工艺中，氢气在脱氧塔内升温至150度反应后，进入后端的多级冷却器进行冷凝，如此导致大量的热源被浪费，鉴于以上，有必要提出一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，包括由工艺管道连接的脱氧塔本体、脱氧预热器、纯化汽水分离器、氢分水器、脱氧冷却器，所述脱氧塔本体包括加热部和反应部；所述脱氧塔本体具有原料进口、原料出口，所述原料进口连接前端物料管，原料出口连接后端物料管；所述脱氧预热器作为前端物料管和后端物料管进行热量交换的换热器，所述前端物料管内物料为换热冷源，后端物料管内物料为换热热源。

3、进一步的，所述脱氧塔本体包括各自独立并依次连接设置的加热部和反应部，加热部出口与反应部进口通过工艺管道连接，所述加热部的进口形成原料进口，反应部的出口形成原料出口。

4、进一步的，所述脱氧塔本体包括中空外筒体、内筒体，所述内筒体设置在中空外筒体内，其上端伸出中空外筒体并在侧部设有原料进口，所述内筒体内设有加热丝并形成内置在外筒体内的加热部；所述中空外筒体与内筒体之间形成用于填充催化剂的内腔，该用于填充催化剂的内腔形成反应部，中空外筒体上方侧壁连接设有原料出口。

5、进一步的，所述前端物料管上根据物料的流向依次设置有氢分水器，纯化汽水分离器，所述前端物料管的起始端与电解槽的阴极出口管相连接。

6、进一步的，所述氢分水器设置位置低于纯化汽水分离器，所述氢分水器具有低位的第一低点进气口，氢分水器顶端设有第一高点出气口；所述汽水分离器具有低位的第二低点进气口、其顶端设有第二高点出气口；所述第一高点出气口与第二低点进气口管道连接，所述第二高点出气口与脱氧预热器冷源端进口相连接，所述脱氧预热器冷源端出口与原料进口管道连接。

7、进一步的，所述原料出口与脱氧预热器热端进口管道连接，脱氧预热器热端出口管与脱氧冷却器相连接。

8、进一步的，所述脱氧预热器的冷源端进口温度为15-50℃，所述原料进口温度为90-150℃。

9、进一步的，所述脱氧预热器热源端进口温度为120-180℃，脱氧预热器热源端出口温度为40-100℃。

10、进一步的，所述脱氧冷却器出口温度为10-30℃。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本低能耗脱氧系统通过脱氧预热器使用流出脱氧塔本体的热物料对进入的冷物料进行提前预热，不仅节约的加热丝所消耗的电能，而且对于后侧脱氧冷却器的冷却水的消耗大量减少，具有节约电能并且减少冷却水消耗的优点。

技术特征：

1.一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，包括由工艺管道连接的脱氧塔本体(1)、脱氧预热器(2)、脱氧冷却器(5)，所述脱氧塔本体(1)包括加热部(24)和反应部(25)；所述脱氧塔本体(1)具有原料进口(6)、原料出口(7)，所述原料进口(6)连接前端物料管(8)，原料出口(7)连接后端物料管(9)；所述脱氧预热器(2)作为前端物料管(8)和后端物料管(9)进行热量交换的换热器，所述前端物料管(8)内物料为换热冷源，后端物料管(9)内物料为换热热源。

2.根据权利要求1所述的一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，所述脱氧塔本体(1)包括各自独立并依次连接设置的加热部(24)和反应部(25)，加热部(24)出口与反应部(25)进口通过工艺管道连接，所述加热部的进口形成原料进口(6)，反应部(25)的出口形成原料出口(7)。

3.根据权利要求1所述的一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，所述脱氧塔本体(1)包括中空外筒体、内筒体(17)，所述内筒体(17)设置在中空外筒体内，其上端伸出中空外筒体并在侧部设有原料进口(6)，所述内筒体(17)内设有加热丝(18)并形成内置在外筒体内的加热部；所述中空外筒体与内筒体(17)之间形成用于填充催化剂的内腔，该用于填充催化剂的内腔形成反应部，中空外筒体上方侧壁连接设有原料出口(7)。

4.根据权利要求1所述的一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，所述前端物料管(8)上根据物料的流向依次设置有氢分水器(4)，纯化汽水分离器(3)，所述前端物料管(8)的起始端与电解槽的阴极出口管相连接。

5.根据权利要求4所述的一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，所述氢分水器(4)设置位置低于纯化汽水分离器(3)，所述氢分水器(4)具有低位的第一低点进气口(10)，氢分水器(4)顶端设有第一高点出气口(11)；所述汽水分离器具有低位的第二低点进气口(12)、其顶端设有第二高点出气口(13)；所述第一高点出气口(11)与第二低点进气口(12)管道连接，所述第二高点出气口(13)与脱氧预热器(2)冷源端进口(14)相连接，所述脱氧预热器(2)冷源端出口(15)与原料进口(6)管道连接。

6.根据权利要求5所述的一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，其特征在于，所述原料出口(7)与脱氧预热器(2)热端进口(21)管道连接，脱氧预热器(2)热端出口(22)管与脱氧冷却器(5)相连接。

技术总结本技术公开了一种电解制氢系统中低能耗脱氧系统，包括由工艺管道连接的脱氧塔本体、脱氧预热器、纯化汽水分离器、氢分水器、脱氧冷却器；所述脱氧塔本体具有原料进口、原料出口，所述原料进口连接前端物料管，原料出口连接后端物料管；所述脱氧预热器作为前端物料管和后端物料管进行热量交换的换热器，所述前端物料管内物料为换热冷源，后端物料管内物料为换热热源。本低能耗脱氧系统通过脱氧预热器使用流出脱氧塔本体的热物料对进入的冷物料进行提前预热，不仅节约的加热丝所消耗的电能，而且对于后侧脱氧冷却器的冷却水的消耗大量减少，具有节约电能并且减少冷却水消耗的优点。技术研发人员：王长城,毛洪财,詹水华,梁勇受保护的技术使用者：双良节能系统股份有限公司技术研发日：20230627技术公布日：2024/4/24