專利名稱：一種氫氣凈化及輸送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)制氫技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種氯酸鈉生產(chǎn)副產(chǎn)品氫氣的凈 化及輸送方法。
背景技術(shù)：
我國過氧化氫生產(chǎn)方法的發(fā)展，按照時間的先后大致經(jīng)歷了電解法、鎳催化劑攪 拌釜氫化工藝的蒽醌法和鈀催化劑固定床氫化工藝的蒽醌法3個發(fā)展階段，目前鈀催化劑 固定床氫化工藝的蒽醌法是主要的生產(chǎn)方法。蒽醌法生產(chǎn)雙氧水是以2—乙基蒽醌和四氫 2—乙基蒽醌為載體，重芳烴和磷酸三辛酯為混合溶劑，配制成工作液。該工作液與氫氣一 同進(jìn)入裝有鈀觸媒的固定床內(nèi)，在一定壓力和溫度條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)，得到相應(yīng)的氫蒽 醌溶液(稱氫化液)。氫化液在氧化塔內(nèi)用空氣進(jìn)行氧化，氫化液中的氫蒽醌還原成原來的 蒽醌，同時生成雙氧水。目前氫氣的來源主要有以下幾方面水電解法提供的氫氣純度較高，可以通過 進(jìn)一步凈化得到高純氫氣，但投資較大，能耗高，氫氣來源成本較高；從化工生產(chǎn)的工藝氣 或過程氣中提純得到氫氣，比如從化肥生產(chǎn)的水煤氣、石油化工中催化裂化尾氣、氨分解的 氮氫混合氣及烴類蒸汽轉(zhuǎn)化氣中，用膜分離或變壓吸 附方法來分離和純化氣體得到氫氣， 一般生產(chǎn)規(guī)模較大，生產(chǎn)的工業(yè)氫氣主要用于工業(yè)加氫或合成工業(yè)。采用廉價氫氣作原料， 綜合利用其它行業(yè)副產(chǎn)品氫氣是建設(shè)過氧化氫生產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)考慮的一個因素，按氫氣來源成 本高低，合理的氫源選擇依次是氯堿工業(yè)副產(chǎn)品回收氫氣、石油化工副產(chǎn)品氫氣、合成氨馳 放氣回收氫氣及其它化工生產(chǎn)副產(chǎn)品回收氫氣。氯堿工業(yè)副產(chǎn)品回收的氫氣，存在雜質(zhì)多、 純度低，氫氣中含水量超標(biāo)，會對氫氣壓縮機(jī)的正常運轉(zhuǎn)、蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫固定床觸媒 的使用壽命和裝置的安全連續(xù)運轉(zhuǎn)周期等造成巨大影響，因而需對回收氫氣中的雜質(zhì)和水 分除去，以達(dá)到適用過氧化氫生產(chǎn)的要求。中國專利申請?zhí)?00810029463. 5，申請日2008年7月15日，
公開日2009年2月 25日，名稱為《一種利用鈀膜從含氫合成氣中生產(chǎn)高純度氫氣的方法》，該專利申請公開 了一種從含氫合成氣中生產(chǎn)高純度氫氣的方法。包括以下步驟(1)從上游制氫反應(yīng)器生 產(chǎn)的含有水蒸汽和氫氣的合成氣首先進(jìn)入冷卻器，降低到75 85°C，降溫后的合成氣進(jìn)入 氣液分離器，水蒸汽冷凝后與合成氣分離；(2)除水后的合成氣進(jìn)入初級加熱器，合成氣在 加熱器內(nèi)被加熱到250 350°C ；被加熱后合成氣進(jìn)入次級加熱器，合成氣被加熱到450 6000C ； (3)被加熱的合成氣進(jìn)入鈀膜分離器，合成氣中的大部分氫氣透過鈀膜分離器成為 高純度產(chǎn)品氫氣。該生產(chǎn)方法合成氣需加熱到較高溫度，存在能耗較高、裝備較復(fù)雜、投資 大的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、氫 氣在處理過程中壓力損失低、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好，安全性能高的氯酸鈉生產(chǎn)副產(chǎn)品氫氣凈化及輸送的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的基本技術(shù)方案為
一種氫氣凈化及輸送方法，包括以下步驟(1)從氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸 汽和氫氣的混合氣送入冷卻器，將混合氣的溫度冷卻到5 15°C，降溫后的混合氣進(jìn)入氣 液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中；(2)經(jīng)步驟(1)后的混合氣進(jìn) 入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附混合氣中的水分；(3)經(jīng)步驟(2)后的混合氣送入干式氣柜 貯存，貯氣壓力為2. 5kP 3. 5kP ；干式氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮至0. 55 0. 6mpa后外送。優(yōu)選在所述的干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控制水封中的水 位，可接通或切斷氫氣的輸送。優(yōu)選在干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有冷凝水排出管道，在氣體輸送過程 中，將管路中的冷凝水排入水封中。在步驟(1)中所述的冷卻器優(yōu)選為冷凍冷卻器，進(jìn)冷卻器冷凍液溫度優(yōu)選為 3°C 7V。本發(fā)明的有益效果是解決了氫氣中夾帶水分的技術(shù)問題，提高了氫氣的純度，降 低了氫壓機(jī)的維護(hù)費用，延長了鈀觸媒的使用壽命，保障了氫氣的正常供應(yīng)和裝置連續(xù)生 產(chǎn)，有利于裝置安全穩(wěn)定生產(chǎn)，采用水封裝置，系統(tǒng)的安全性高，管路輸送壓降小，安裝多路 冷凝水排出裝置，有利于各過程中冷凝水的及時排出，采用先冷凍降溫除水，再利用活性炭 吸附的方式，有利于延長活性炭再生的時間，降低生產(chǎn)成本，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但安全性高，輸 送過程中壓降較小，有利于節(jié)能。


圖1為本發(fā)明工藝流程流程示意圖。1、為冷卻器、2為氣液分離器、3為活性炭吸附裝置、4為干式氣柜進(jìn)口水封、5 為干式氣柜、6為干式氣柜出口水封、7為空壓機(jī)、8、9、10、11為水封。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細(xì)說明。實施例1
從上游氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸汽的氫氣混合氣，以15 25KPa的壓力進(jìn)入 冷凍水冷卻器，冷凍水冷卻器內(nèi)通入3°C的冷卻水，將混合氣溫度降低到5°C，降溫后的混 合氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中，在氣體輸送各管路 的最低點位置，設(shè)有冷凝水排出管道，將管路中的冷凝水排入水封中，進(jìn)一步降低氣體中的 水分含量；冷凍水冷卻器冷卻除水后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附水分和雜 質(zhì)；經(jīng)以上處理后，進(jìn)入干式氣柜貯存，干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控 制水封中的水位，可接通或切斷氫氣的輸送，提高系統(tǒng)的安全性，貯氣壓力為2. 5KPa干式 氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮增壓至0. 55 0. 6MPa后外送。實施例2:
從上游氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸汽的氫氣混合氣，以15 25KPa的壓力進(jìn)入 冷凍水冷卻器，冷凍水冷卻器內(nèi)通入5°C的冷卻水，將混合氣溫度降低到9°C，降溫后的混 合氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中，在氣體輸送各管路的最低點位置，設(shè)有冷凝水排出管道，將管路中的冷凝水排入水封中，進(jìn)一步降低氣體中的 水分含量；冷凍水冷卻器冷卻除水后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附水分和雜 質(zhì)；經(jīng)以上處理后，進(jìn)入干式氣柜貯存，干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控 制水封中的水位，可接通或切斷氫氣的輸送，提高系統(tǒng)的安全性，貯氣壓力為3. OKPa干式 氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮增壓至0. 55 0. 6MPa后外送。實施例3:
從上游氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸汽的氫氣混合氣，以15 25KPa的壓力進(jìn)入 冷凍水冷卻器，冷凍水冷卻器內(nèi)通入4°C的冷卻水，將混合氣溫度降低到7°C，降溫后的混 合氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中，在氣體輸送各管路 的最低點位置，設(shè)有冷凝水排出管道，將管路中的冷凝水排入水封中，進(jìn)一步降低氣體中的 水分含量；冷凍水冷卻器冷卻除水后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附水分和雜 質(zhì)；經(jīng)以上處理后，進(jìn)入干式氣柜貯存，干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控 制水封中的水位，可接通或切斷氫氣的輸送，提高系統(tǒng)的安全性，貯氣壓力為3. 5KPa干式 氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮增壓至0. 55-0. 6MPa后外送。實施例4:
從上游氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸汽的氫氣混合氣，以15 25KPa的壓力進(jìn)入 冷凍水冷卻器，冷凍水冷卻器內(nèi)通入6°C的冷卻水，將混合氣溫度降低到10°C，降溫后的混 合氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中，在氣體輸送各管路 的最低點位置，設(shè)有冷凝水排出管道，將管路中的冷凝水排入水封中，進(jìn)一步降低氣體中的 水分含量；冷凍水冷卻器冷卻除水后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附水分和雜 質(zhì)；經(jīng)以上處理后，進(jìn)入干式氣柜貯存，干式氣柜進(jìn)氣管道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控 制水封中的水位，可接通或切斷氫氣的輸送，提高系統(tǒng)的安全性，貯氣壓力為3. 2KPa干式 氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮增壓至0. 55-0. 6MPa后外送。以上實施例中，混合氣的水分含量由進(jìn)氣時的< 0.5%，經(jīng)系統(tǒng)處理后降低為 ^ 0. 1%，得到的混合氣氫氣含量> 98. 5%、氧含量< 0. 4%，其它惰性物質(zhì)含量< 1%，能滿足 生產(chǎn)過氧化氫的要求；混合氣的進(jìn)氣壓力為15 25KPa，到氣柜的壓力為2. 5 3. 5 Kpa, 在處理過程中，混合氣的壓力較低，壓力損耗較小，有利于節(jié)能。顯然，本發(fā)明不限于以上優(yōu)選實施方式，還可在本發(fā)明的精神內(nèi)，改變其它工藝條 件，具有同樣的功效，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接或聯(lián)想 到的所有方法，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種氫氣凈化及輸送方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、從氯酸鈉生產(chǎn)過程中得到的含有水蒸汽和氫氣的混合氣送入冷卻器，將混合氣的溫度冷卻到5～15℃，降溫后的混合氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中；步驟二、經(jīng)步驟一后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，進(jìn)一步吸附混合氣中的水分； 步驟三、經(jīng)步驟二后的混合氣送入干式氣柜貯存，貯氣壓力為2.5kP～3.5kP；干式氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮至0.55～0.6mpa后外送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化及輸送方法，其特征在于所述的干式氣柜進(jìn)氣管 道和出氣管道上設(shè)有水封，通過控制水封中的水位，可接通或切斷氫氣的輸送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫氣凈化及輸送方法，其特征在于在干式氣柜進(jìn)氣管 道和出氣管道上設(shè)有冷凝水排出管道，在氣體輸送過程中，將管路中的冷凝水排入水封中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣凈化及輸送方法，其特征在于步驟一中所述的冷卻器 為冷凍水冷卻器，進(jìn)冷卻器冷凍水溫度為3°C 7。C。
全文摘要
一種氫氣凈化及輸送方法。包括以下步驟一、從上游氯酸鈉工業(yè)生產(chǎn)的含有水蒸汽和氫氣的混合氣首先進(jìn)入冷卻器，降低混合氣溫度，降溫后的合成氣進(jìn)入氣液分離器，水蒸汽冷凝后與混合氣分離，冷凝水排入水封中；二、經(jīng)步驟一除水后的混合氣進(jìn)入活性炭吸附裝置，三、經(jīng)步驟二后的氣體送入干式氣柜貯存，干式氣柜內(nèi)氣體送壓縮機(jī)壓縮后外送。
文檔編號C01B3/56GK101982403SQ20101050809
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者付志成, 楊云強(qiáng), 鄭紅偉 申請人:懷化市雙陽林化有限公司