氢气纯化器的原理特点
氢气纯化装置讲义
氢气纯化装置讲义I. 介绍氢气纯化装置氢气纯化装置是一种用于去除氢气中杂质的设备，主要用于工业生产中对高纯度氢气的需求。
通过纯化装置，可以去除氢气中的水分、氧气、硫化氢等杂质，从而得到高纯度的氢气。
II. 氢气纯化装置的工作原理1. 水分去除：氢气中的水分会降低氢气的纯度和稳定性。
常用的方法有低温凝析、干燥剂吸附、气体膜分离等。
- 低温凝析：通过降低氢气温度使水分凝结并去除。
- 干燥剂吸附：利用特定吸附材料吸附氢气中的水分，常用的干燥剂有分子筛、活性炭等。
- 气体膜分离：利用气体分子尺寸的差异，将水分分离出来。
2. 氧气去除：氢气中的氧气会增加氢气的燃烧性和爆炸性。
常用的方法有催化剂吸附、膜分离等。
1- 催化剂吸附：利用特定的催化剂将氢气中的氧气与氢气反应生成水，进而去除氧气。
- 膜分离：利用特殊的膜材料，根据氧气和氢气的不同渗透性将氧气分离出来。
3. 硫化氢去除：氢气中的硫化氢会对设备造成腐蚀和损坏，同时也会影响氢气的气味和颜色。
主要方法有吸附和催化反应。
- 吸附：利用活性炭等吸附剂吸附硫化氢，将其从氢气中去除。
- 催化反应：利用催化剂将硫化氢与氢气反应生成硫，从而去除硫化氢。
III. 氢气纯化装置的组成部分1. 进气系统：包括气体过滤器、调压装置等，用于将进入装置的氢气进行预处理和调整压力。
2. 水分去除系统：包括低温凝析器、干燥剂吸附器、气体膜分离器等，用于去除氢气中的水分。
23. 氧气去除系统：包括催化剂吸附器、膜分离器等，用于去除氢气中的氧气。
4. 硫化氢去除系统：包括吸附器、催化反应装置等，用于去除氢气中的硫化氢。
5. 出气系统：包括气体过滤器、压力调节装置等，用于调节和净化最终输出的高纯度氢气。
IV. 氢气纯化装置的应用氢气纯化装置广泛应用于电子、石油化工、电力、冶金等领域，用于生产高纯度氢气，满足不同行业对氢气纯度的需求。
在燃料电池领域，氢气纯化装置也是必不可少的设备，用于提供高纯度的氢气作为燃料。
氢气液化工艺中氢气纯化设备研究
氢气液化工艺中氢气纯化设备研究氢气作为一种清洁燃料，在现代工业和能源领域发挥着重要作用。
然而，在氢气的液化过程中，由于氢气的纯度要求较高，通常需要对其进行纯化处理。
氢气纯化设备作为实现氢气液化的关键环节，其性能和稳定性直接影响着整个氢气液化工艺的效果和经济性。
当前，氢气液化工艺中普遍采用的氢气纯化设备主要包括吸附器、膜分离器、冷却器等。
在这些设备中，吸附器是较为常见的一种纯化设备，其原理是通过固态吸附剂对氢气中的杂质进行吸附，从而实现氢气的纯化。
然而，传统的吸附器设备存在氢气吸附效率低、能耗高等问题，需要进一步优化和改进。
为了提高氢气纯化设备的性能和稳定性，近年来研究人员开始探索新型的氢气纯化技术。
其中，膜分离技术作为一种新型的氢气纯化技术备受关注。
膜分离器通过半透膜对氢气中的杂质进行分离，具有操作简单、能耗低等优点。
然而，膜分离器在高压氢气条件下的性能和稳定性还存在一定挑战，需要进一步研究和改进。
除了吸附器和膜分离器，冷却器也是氢气液化工艺中不可或缺的氢气纯化设备。
在氢气液化过程中，冷却器通过降低氢气的温度，将氢气从气态转化为液态。
然而，在冷却器的运行过程中，常常会受到氢气中的杂质和不纯物质的影响，导致设备的性能下降和寿命缩短。
因此，针对冷却器的纯化技术也是氢气液化工艺中亟待解决的问题之一。
随着氢能源产业的快速发展，氢气纯化设备的研究和开发迫在眉睫。
未来的研究方向包括但不限于提高吸附器和膜分离器的纯化效率、改善冷却器的稳定性、研究新型氢气纯化技术等。
只有不断创新和改进氢气纯化设备，才能更好地实现氢气的液化和应用，推动氢能源产业的健康发展。
氢气纯化装置讲义ppt课件
H φ 32X3
CHWS φ 76X4
W φ 14X2
W φ14X2 QZ1103 CHWS φ38X3 J 1104
CHWR φ 76X4
CHWR φ 38X3
CHWR φ 76X4
ef V E NT VE NT CHWR φ 76X4
g
冷 却 水回
D1501
113 0C
H φ 32X3
PI
11 60A
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的气，在极低的温度下吸附氢 气中的杂质。氢气纯度可达到99.9999%以上。
▪ 钯膜扩散法 利用氢气可透过钯膜的特性，可得到纯氢
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
氢气纯化方法
● 催化脱氧—变温吸附
目前电解水制氢普遍采取的氢气纯化方法
● 变压吸附
改变系统压力提纯氢气（ 增压吸附、降压解吸）
针对杂质种类较多的氢气，可一次性提纯氢气至 99.9999％，需消耗部分氢气。
TE
1 1 01 11 0 1
TS H 11 0 1
[ AL =3 0 ]
EH 110 1
1 110
CHWR φ 38X3
[ A L= 3 0]
113 0A
H φ 32X3
1140 B
CHWS φ38X 3
H φ 32X3
1 23
QS110 1
H φ 32X3
H φ 32X3
32 QS1102 1
氢气纯化装置讲义-精品文档
图例
保温 （保 冷 ）标 示 材料 用途 厚度
[ AC = 10 0 ]
阀 门标 示
J
管 件标 示
H
仪表 信号 标示 盲通 两用 连接 变 径接 头 现 场指 示 远 传信 号 D CS /P LC 软联 锁停 车 硬 联锁 停车 法兰 连接 电加 热器 介质 标示 CH WS 低温 冷却 水给 水 CH WR 低 温冷 却水 回水 H 氢气 I A 仪表 气 W 污水 N 氮气 A E F H I L P Q R T V Y 自 控字 母标 示 首位 分析 流量 电流 液位 压力 质量 温度 电压 高限 指示 低限 次位 报警 元件
J1103
H φ 32X3
H φ 32X3
J110 1
J11 02
氮气
b
H φ32X3
PI 11 02
H φ32X3
3 QS1102 1
2
H φ32X3
1150
H φ32X3
Hφ 3 2X3 PV11 01 1
3
2 QS 1104
1.5 常压 1.5 常压 常压 1.0 1.0 常压
DN 1 0 DN 2 5 DN 2 5 DN 1 0 DN 1 0 DN 8 0 DN 8 0 DN 1 0
73
H φ 8X1.5
H φ32X3
114 0A
S
S
EH 11 03
1 120 B
QT 1 1 01
QI T 1 10 2
O 2 A NA LY Z ER Q S HH 1 1 02 Q AH 11 0 2 QI 1 1 02
73
Y110 2
Y1101
产品氢气出口 e 氢气露点仪放空口 f 微量氧 分析仪放空口 g 低温冷却水回水口 h 低温冷却水进水口 j 排污口
氢气纯化器 操作指南说明
SP01：纯化阶段最大运行压力：17bar SP02：纯化阶段最小运行压力：5.5bar SP03：最大进/出压降：0.9bar SP04：纯化时最高温度：-160℃ SP05：液氮高液位：16mbar SP06：液氮低液位：4mbar SP07：液氮超低液位：2mbar SP08：开始补充液氮的液位：8mbar SP09：停止补充液氮的液位：12mbar SP10：最大降压：5bar SP11：真空泵上游最大压力：1.4bar SP13：加热的最低温度：55 ℃ SP14：纯化阶段临界的进出压降：1.0bar SP15：真空泵末端最低压力：0.2bar SP16：循环次数：5次
再生原理：在吸附筒中的杂质达到饱和 后，往杜瓦 罐中充入加热的氮气，使 杂质脱离吸附 剂，然后通过真空泵排出，使吸附筒重 新到达工作状态。
二、氢气纯化器设备介绍
纯化器由纯化器柜和电控柜组成
纯化器柜包含： ①DEOXO除氧器 ②Dewar罐+吸附剂+换热器 ③真空泵 ④GN2加热器 ⑤仪器（压力、温度、差压变送器） ⑥管道系统 ⑦过滤器（0.5μm）
目录/Table of Contents
章节 标题/Title
一 氢气纯化器工作原理介绍 二 氢气纯化器设备介绍 三 氢气纯化器日常操作介绍 四 常见报警说明 五 手动模式下控制纯化器操作规范 六 氢气纯化器巡查注意事项
一、氢气纯化器工作原理介绍
纯化原理：通过利用不同气体的沸点不同，通入液 氮制造低温环境，原料氢中的杂质在低 温条件下液化并被吸附剂吸附 。
六、氢气纯化器巡查注意事项
1、点击液晶屏幕，看设备有无报警事项。 2、液氮进口压力范围：1.5~2.5barg
仪表氮气入口压力范围：6~10 barg 杜瓦罐内的温度应低于-160 ℃ 3、注意观察纯化器入口、出口的露点值： 氢气入口露点值应≤-70℃（在更换鱼雷车后，露点会有波动） 纯化器出口露点值应≤-90℃ 4、液氮的液位：4mbar~16mbar 5、真空泵用油需定期更换
三安光电维修PPT (1)
二次纯化：钯管纯化器
有金属钯制成管状（故称为钯管），目前 使用的钯管尺寸大多为φ2×0.08mm，可 用于氢气与杂质的分离。 我们总共有6台钯管纯化器。其中，英国 Johnson Matthey HTG40（5台，350 ℃工 作 ）、PSH30（1台，400℃工作），流 量30m3/h，进气压力14-18公斤，出口614公斤。可以正常工作的压力<25公斤， 能承受的最大压力为40公斤。 温度差别原因：说明书PSH30的要求温度 低于300°就需通氮气保护，这点和 HTG40的200°有差别。
型号 JAP-10E JAP-20E JAP-10E
流量m3/h <10 <15 <10
压力barg 5~7, ≤8 5~7, ≤8 5~7, ≤8
供给 E D U D300 X R T
日期 2002.02 2004.02 2008.03
四 化学尾气处理器常见异常
化学尾气处理器厂家为Korea Pionics Co.LTD，共2台。化学反应过程产热，产 生沉淀，消耗ClO- 。平时我们主要看PH值(7-8)，液位（30-45cm），温度(<45 ℃)，循环泵压力及尾气进口压力。如果PH值低，液位也高，则应先排水，再加 次钠。 1、尾气进口PT1, PT2, PT3压力过高（正常<10mbar）。 原因分析及解决办法：①液位太高。需drain water；②磷颗粒、粉尘等堵住Y形 管。应等机台长完后再用热水冲，不能解决问题的情况下，将接口处打开，用钢 管将它疏通；如果堵的严重，拆下来清理；③反应塔中的小球附着沉淀过多。溶 液积聚反应塔（通过观察窗查看），应拆开反应塔，清洗小球。 2、循环泵PT4压力变小（正常0.5-1bar）或者不转。 一是沉淀太多附着在泵口，将泵头卡住，这时需要清理或换新泵头；二是负载过 大，空气开关跳掉；三，检查腔体溶液液位是否太低。 3、PH值过低<7，加NaClO；过高>8，加水或磷酸，注意液位<45cm。 4、如果温度高了，>50 ℃，加水。
psa变压吸附制氢原理
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢（Pressure Swing Adsorption，PSA）是一种常见的氢气分离和纯化技术，用于从混合气体中提纯氢气。
该技术的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性，在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
本文将重点介绍PSA制氢的原理、设备和应用，以及相关的优缺点和发展趋势。
一、PSA制氢的原理PSA制氢的原理基于吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性。
通常情况下，PSA系统包括两个吸附塔或更多，并在一定的压力下进行交替工作。
工作过程主要包括吸附、脱附、再生和压力升降四个步骤。
1.吸附PSA系统的吸附塔含有一种或多种高效的吸附剂，如活性炭、分子筛等。
当混合气体进入吸附塔时，氢气分子由于具有较高的吸附性能，会被吸附剂吸附，而其它气体分子则较少被吸附。
2.脱附随着吸附塔中氢气的逐渐吸附，吸附塔内的压力逐渐上升。
当压力上升到一定程度时，吸附剂对氢气的吸附能力会降低，从而使已吸附的氢气分子开始脱附。
此时，吸附塔内的氢气会随着逆流的惰性气体流动而脱附出来。
3.再生当吸附塔内的吸附剂饱和吸附后，需要对吸附塔进行再生，使吸附剂重新具备吸附性能。
通常采用减压或加热等方法来实现吸附剂的再生，从而使吸附塔恢复到初始状态。
4.压力升降PSA系统需要在不同的压力下进行吸附、脱附和再生，通过控制阀门和压缩机等设备来实现吸附塔的压力升降。
通常情况下，一个吸附塔进行吸附操作，而另一个吸附塔进行再生操作，随后通过压力升降的方式进行切换工作。
综上所述，PSA制氢的原理是利用吸附剂对气体分子的吸附和解吸特性，在不同压力下实现对氢气的分离和纯化。
通过交替操作不同的吸附塔，实现了对混合气体中氢气的分离和纯化。
二、PSA制氢的设备PSA制氢的主要设备包括吸附塔、气体压缩机、阀门、控制系统等。
下面将分别介绍吸附塔和气体压缩机等设备的主要特点和作用。
1.吸附塔吸附塔是PSA制氢的核心设备，用于进行气体的吸附、脱附和再生操作。
钯催化法氢气纯化装置的应用研究
钯催化法氢气纯化装置的应用研究魏金莹;曹建;安刚【摘要】钯催化法氢气纯化装置使氢气中的氧杂质在钯氧化铝的催化作用下生成水,然后再由分子筛吸附脱水,不对环境造成任何污染.在分子筛再生环节还设计了回热换热器,使加热后的再生气体的热量得到充分利用.介绍了纯化方式的选择、工艺过程、主要设备的特点和调试及生产运行数据分析.调试和生产运行证实钯催化纯化装置满足产品氢气质量要求,完全达到设计技术指标.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】4页(P45-48)【关键词】钯催化;氢气纯化;分子筛吸附【作者】魏金莹;曹建;安刚【作者单位】北京航天试验技术研究所,北京100074;北京航天试验技术研究所,北京100074;北京航天试验技术研究所,北京100074【正文语种】中文【中图分类】TQ0116.2液氢是一种理想的清洁能源，当前主要用作运载火箭的推进剂，生产方式主要有节流氢液化循环、带膨胀机的氢液化循环和氦制冷氢液化循环。
在任何一种液化循环方式中，液氢生产对原料氢气纯度都有非常高的要求。
如果用于液化的氢气中含有过量的氧、氮、二氧化碳等杂质，在液化器内这些杂质会变成固态，可能造成管路堵塞，液化生产无法连续进行下去，更为严重的是氧的固化和聚集可能引起液化设备的爆炸，造成严重事故，为此，氢气液化系统前必须配置超纯氢气纯化器，它作为冷箱前的最后一道保障，保证液化生产安全连续的运行。
纯化方式的选择主要是在安全可靠的基础上尽量节能环保、降低成本，并实现自动化操作。
目前国内外超纯氢气的获得主要采用低温吸附净化工艺、钯管透过法和催化吸附法。
其中超低温吸附法利用低温状态(液氮状态）下特定吸附剂对于水、氧、氮等的吸附性能，除去杂质，制得超纯氢，但这种工艺需要消耗大量液氮。
钯管透过法需对原料氢气进行预处理，工艺需要800℃高温，需要定期更换价格昂贵的金属钯薄膜管。
催化吸附法是利用催化剂将氢气中的微量氧气催化复合成水，氢气中含有的水分由分子筛吸附，并使用干燥度很高的产品氢气作为分子筛再生用气体。
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氢气纯化器的原理特点
BG系列氢气纯化装置引进国外先进技术，为国内各大专院校、科研单位、石油化工、轻工、电子、环保监测、医疗卫生等单位，化验室、实验室、分析室提供粗氢精制成高纯氢而研制的一种数控钯扩散纯化仪。
且一机可配带多台气相色谱和库仑仪，在使用超纯氢气生产真空电子半导体方面得到更广泛的应用。
不间断连续工作，自动化程序控制，氢气纯化量高达1.5立方米/小时，氢气纯度高达99.9999%。
使用寿命长是目前实验室、化验室、分析室为理想的换代产品。
主要技术指标
氢气纯度：99.9999%；纯化量：1.5立方米/小时
原料氢压力：0.8MPa纯化氢压力：可调
原料氢含氢量：不小于50%使用温度：不大于400℃
工作时间：连续使用
工作原理
氢分子和氢原子是所有化学元素中小的分子和原子，如把钯的单晶结构考虑成为面心立方体，立方体的八个角为八个钯原子所占有，六个面的中心部分为六个钯原子所占有，在这个钯原子的密集堆积中，只有在钯管表面能发生离解的氢原子才能通过，而
其它元素的原子和分子，其直径都大于钯原子密集堆积的间隙，故不能通过。
钯扩散法纯化氢就是利用这个原理，扩散透过钯管的氢，其纯度极高。
钯管的形式结构：
有直线型的，螺旋状的两种，直线型的要比螺旋状耐压高，这两者纯度都大于等于99.9999%以上，比其他如钯膜的、胶膜的提纯的氢气纯度高很多，高于99.999%的属于超纯氢，应用在材料学、人造金刚石（钻石）、大专院校、电子生产、化工、氚气的提纯、与气相色谱仪配套化验室、分析室、实验室等方面得到大量应用。