一种氢气净化输送装置及工艺的制作方法

本发明涉及氢气净化运输，尤其涉及一种氢气净化输送装置及工艺。

背景技术：

1、一般工业上采用苯乙烯装置、pdh装置、乙烷裂解制乙烯装置进行加工生产时，会产生富氢气体作为副产物，而作为副产物的富氢气体可以通过富氢提纯模块来获得纯净的氢气，并用于下游用户进行使用，然而，由于氢气具有不易压缩和较难储存的特点，又是易燃易爆介质不能直接放空，这样当上述装置生产的主产物的下游或者氢气使用用户出现波动时，为了生产安全，只能被动停车，而频繁的启停将造成能源的较大浪费。

2、因此本申请对工艺改进，当生产下游出现波动时，由于上述生产装置的共同的特点是加工条件需要高温，因此氢气作为能源进行燃烧可以供上述生产装置获得高温，以此来解决氢气过剩的问题，这样既可以节省能源，又可以避免频繁启停的问题，并且减少了氢气生产过程中储存设施的投资，并且根据上述工艺设计了装置，而工艺在使用中，还存在以下问题：副产物富氢气体在加工后具有较高的温度和杂质浓度，因此富氢提纯模块完成完全净化的处理过程始终存在较大负荷，检修频率较高，同时在上述工艺的使用中，根据分析，当生产装置的下游出现波动时，作为燃料的富氢气体无需提纯净化，基于此，本发明提供了一种氢气净化输送装置及工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种氢气净化输送装置及工艺。

2、一种氢气净化输送装置，包括燃烧炉和净化器，所述燃烧炉的侧面连接有输气管一，所述输气管一的另一端连接有燃料罐，所述燃烧炉的顶部连接有输气管二，所述输气管二连接有分流管，所述分流管的另一端与燃料罐连接，所述输气管二和分流管的连接处设置有将氢气分流至输入至净化器和燃料罐的分流组件，所述燃料罐连接有进气管。

3、在上述氢气净化输送装置中，所述分流组件包括与输气管二连接的三通管一，所述三通管一的一端通过长管与分流管连接，所述三通管一的另一端连接有输气管三，所述输气管三与净化器连通设置，所述三通管的每个端口处均连接有电磁阀，所述分流组件连接有分别将分流的氢气进行初步净化工作和预热工作的净化组件。

4、在上述氢气净化输送装置中，所述净化组件包括连接在三通管一靠近输气管二的密封挡板，所述密封挡板中开设有多个倾斜设置的斜孔，多个所述斜孔使得从输气管二进入三通管一的气体朝着燃料罐的方向移动，所述长管靠近分流管的端口处连接有挡锥，所述挡锥包括锥形部分和与锥形部分最大直径相匹配的圆柱部分，所述圆柱部分密封滑动连接在长管中，所述长管与分流管的连接处设置有连接管，所述连接管设置为锥形管结构，所述分流管连接在连接管的侧面，所述连接管的内侧连接有密封环，所述密封环与圆柱部分密封滑动连接，所述挡锥在连接管外的部分连接有液压缸。

5、在上述氢气净化输送装置中，所述进气管连接有套管，所述套管的内部同轴设置有波纹管，所述波纹管连接有排出管并且连接在排出管的中部，所述排出管的顶部连接在连接管的底部，所述排出管的底侧面连接有回流管，所述回流管的另一端通过三通管二与输气管二连接，所述三通管二的底部连接有输气管四。

6、在上述氢气净化输送装置中，所述挡锥的外侧套接有固定筒，所述挡锥的圆柱部分与固定筒的内壁螺纹连接，所述挡锥位于固定筒内的端面连接有导体弹簧，所述导体弹簧的另一端连接在固定筒的内底壁上，所述挡锥的底面固定连接有导向杆，所述导向杆贯穿连接管的底壁，所述液压缸的输出轴连接有连接轴，所述连接轴的端面开设有凹槽，所述导向杆密封滑动连接在凹槽中并且在凹槽内的一端连接有方形的滑块，所述滑块和导向杆均与凹槽的内部尺寸相匹配，所述液压缸的活动端与固定筒的外底壁转动连接，所述导体弹簧连接有压力传感器，所述连接管的内部转动连接有密封套，所述密封套与固定筒之间环形连接有多个连接杆，所述连接杆连接有限位架并且限位架穿过连接杆的侧壁并且与连接杆滑动连接，所述限位架固定在密封套的内侧壁上，所述密封套开设有出气口，所述固定筒的外侧壁嵌设有吸水层，所述吸水层采用多孔材料制成。

7、一种氢气净化输送工艺，包括以下步骤：

8、s1：通过燃气管线对燃料储存模块输送燃料气体，然后将燃料气体通过燃烧供给富氢生产模块；

9、s2：富氢生产模块在高温下生产氢气；

10、s3：将收集后的氢气输入至富氢提纯模块进行提纯净化；

11、s4：提纯净化后的氢气一部分进入低压管线进行低压运输，另一部分氢气通过氢气增压模块进行增压，然后高压氢气和低压氢气共同运输至用户模块；

12、在收集后的氢气提纯前设置一条分流管道并与燃料储存模块连接，并根据外送的氢气量对输送至燃料储存模块的燃料气体进行调控，使得供给富氢生产模块的燃料气体以易压缩的燃料气为互补，不易压缩高纯氢气为主体。

13、在上述氢气净化输送工艺中，所述富氢生产模块采用苯乙烯装置、pdh装置、乙烷裂解制乙烯装置中的一种或多种。

14、在上述氢气净化输送工艺中，所述富氢提纯模块采用psa装置或者膜分离装置中的一种。

15、与现有的技术相比，本发明优点在于：

16、1．本发明通过设置的三通管一以及密封挡板上的斜孔，可以使得进入长管的气体产生涡流效应，在涡流效应下进入的氢气将被分层，其中外侧的气体热量较高、湿度较大，内侧的气体温度较低，湿度较低，而将外侧气体通过出气管输送至波纹管处可以在与外侧套管内的燃料气的换热中进行冷却凝液工作，降低湿度，并最终与内侧的冷氢气进行混合后输入至净化器，这样可以有效地降低加工后氢气的湿度含量，同时进行冷却降温，降低净化器的负荷，提高使用寿命，并同时对进入氢气生产装置中的燃料气进行预热，降低能耗。

17、2．通过设置的分流管可以将长管的外侧热气体直接输入至燃料罐内，使得被加热且湿度较高的氢气可以直接作为能源使用，这样的好处是，可以在氢气生产下游出现波动时，对上游产生氢气富余的部分进行自处理，避免需要频繁停车的问题，同时减少能耗，而自处理的氢气部分同时对成为产品的氢气部分进行热量交换，使得产品氢气部分的湿度和温度较低，这样可以有效地减少净化器的工作负荷，以及后续高压储氢过程的安全问题，方便使用。

18、3．本发明在连接管中设置固定筒和相对固定筒滑动的挡锥和导体弹簧，可以对三通管一内的气压进行检测，当下游出现波动时，氢气的排出量下降，使得长管内的气压增大，挡锥挤压导体弹簧，因此挡锥和连接管之间的空隙增大，因此允许气体进入连接管的空间增大，提高气体的排除效率，当波动幅度较小时，即下游气体可以快速解决滞留问题时，提高气体的排出量，解决气体滞留的问题，当波动幅度较大时，即下游气体完全滞留，连接管内气体无法排出，挡锥则持续受到气压的推动力，这样通过密封套和连接管的相对转动来改变气体流出方向，使其沿分流管流至燃料罐中，作为燃料供给生产装置使用，避免因下游气体滞留使得生产装置被动停车，造成能源较大浪费的问题。

技术特征：

1.一种氢气净化输送装置，包括燃烧炉（1）和净化器（7），其特征在于：所述燃烧炉（1）的侧面连接有输气管一（2），所述输气管一（2）的另一端连接有燃料罐（3），所述燃烧炉（1）的顶部连接有输气管二（4），所述输气管二（4）连接有分流管（5），所述分流管（5）的另一端与燃料罐（3）连接，所述输气管二（4）和分流管（5）的连接处设置有将氢气分流至输入至净化器（7）和燃料罐（3）的分流组件（6），所述燃料罐（3）连接有进气管（10）。

2.根据权利要求1所述的一种氢气净化输送装置，其特征在于：所述分流组件（6）包括与输气管二（4）连接的三通管一（61），所述三通管一（61）的一端通过长管（64）与分流管（5）连接，所述三通管一（61）的另一端连接有输气管三（62），所述输气管三（62）与净化器（7）连通设置，所述三通管一（61）的每个端口处均连接有电磁阀（63），所述分流组件（6）连接有分别将分流的氢气进行初步净化工作和预热工作的净化组件（8）。

3.根据权利要求2所述的一种氢气净化输送装置，其特征在于：所述净化组件（8）包括连接在三通管一（61）靠近输气管二（4）的密封挡板（81），所述密封挡板（81）中开设有多个倾斜设置的斜孔（82），多个所述斜孔（82）使得从输气管二（4）进入三通管一（61）的气体朝着燃料罐（3）的方向移动，所述长管（64）靠近分流管（5）的端口处连接有挡锥（83），所述挡锥（83）包括锥形部分（831）和与锥形部分（831）最大直径相匹配的圆柱部分（832），所述圆柱部分（832）密封滑动连接在长管（64）中，所述长管（64）与分流管（5）的连接处设置有连接管（84），所述连接管（84）设置为锥形管结构，所述分流管（5）连接在连接管（84）的侧面，所述连接管（84）的内侧连接有密封环（85），所述密封环（85）与圆柱部分（832）密封滑动连接，所述挡锥（83）在连接管（84）外的部分连接有液压缸（86）。

4.根据权利要求3所述的一种氢气净化输送装置，其特征在于：所述进气管（10）连接有套管（11），所述套管（11）的内部同轴设置有波纹管（88），所述波纹管（88）的两端设置有排出管（89），所述排出管（89）的顶部连接在连接管（84）的底部，所述排出管（89）的底侧面连接有回流管（87），所述回流管（87）的另一端通过三通管二（22）与输气管二（4）连接，所述三通管二（22）的底部连接有输气管四（12）。

5.根据权利要求3所述的一种氢气净化输送装置，其特征在于，所述挡锥（83）的外侧套接有固定筒（20），所述挡锥（83）的圆柱部分（832）与固定筒（20）的内壁螺纹连接，所述挡锥（83）位于固定筒（20）内的端面连接有导体弹簧（9），所述导体弹簧（9）的另一端连接在固定筒（20）的内底部上，所述挡锥（83）的底面固定连接有导向杆（13），所述导向杆（13）贯穿连接管（84）的底壁，所述液压缸（86）的输出轴连接有连接轴（14），所述连接轴（14）的端面开设有凹槽（15），所述导向杆（13）密封滑动连接在凹槽（15）中并且在凹槽（15）内的一端连接有方形的滑块（16），所述滑块（16）和导向杆（13）均与凹槽（15）相匹配，所述液压缸（86）的活动端与固定筒（20）的外底壁转动连接，所述导体弹簧（9）连接有压力传感器，所述连接管（84）的内部转动连接有密封套（17），所述密封套（17）与固定筒（20）之间环形连接有多个连接杆（18），所述连接杆（18）连接有限位架（23）并且限位架（23）穿过连接杆（18）的侧壁并且与连接杆（18）滑动连接，所述限位架（23）固定在密封套（17）的内侧壁上，所述密封套（17）开设有出气口（19）。

6.根据权利要求5所述的一种氢气净化输送装置，其特征在于，所述固定筒（20）的外侧壁嵌设有吸水层（24），所述吸水层（24）采用多孔材料制成。

技术总结本发明公开了一种氢气净化输送装置，涉及氢气净化运输领域，包括燃烧炉和净化器，所述燃烧炉的侧面连接有输气管一，所述输气管一的另一端连接有燃料罐，所述燃烧炉的顶部连接有输气管二，所述输气管二连接有分流管，所述分流管的另一端与燃料罐连接，所述输气管二和分流管的连接处设置有将氢气分流至输入至净化器和燃料罐的分流组件，所述燃料罐连接有进气管，同时公开了使用上述设备进行氢气净化运输的工艺。本发明的优点是，可以解决富氢原料气的持续稳定供应，避免的供应下游出现波动时只能被动停车，频繁的启停造成能源较大浪费的问题，同时可以对产出的氢气进行预处理，减少水分含量，从而减少净化器的负荷，提高使用寿命。技术研发人员：李金楼,杨卫东,朱晓东,姜辉,邢向龙,赵静,苌昌,汪起荣受保护的技术使用者：连云港石化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11