氫氣純化裝置

氫氣純化裝置第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一、概述二、脫氧的工作原理三、干燥的工作原理四、流程講解第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一、概述第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一二、脫氧的工作原理1、催化脫氧

氫氣中含有的氧雜質(zhì)通?？刹捎么呋D(zhuǎn)化的方法來去除。脫氧催化劑大多是由具有高脫氧活性的金屬（如鈀、鉑、銀、鎳-鉻、銅等）負(fù)載在多孔性物質(zhì)上（硅藻土、活性氧化鋁、分子篩、半導(dǎo)體粉末等）制成的。脫氧催化劑可催化氫氣與氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成水，以達(dá)到脫氧的目的。2H2+O2→2H2O+Q

裝置中使用的催化劑為鈀金屬-半導(dǎo)體體系，具有脫氧活性高、脫氧深度深、氣體處理量大、強(qiáng)度高等特性，常溫下即可催化反應(yīng)發(fā)生，而且無需預(yù)處理（活化）和再生。脫氧深度可達(dá)1ppm及以下。第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2、脫氧器的結(jié)構(gòu)內(nèi)筒：電加熱元件電纜接入口

a口（氣體入口）外筒：脫氧催化劑

b口（氣體出口）裝料口卸料口

2個(gè)鉑電阻（測溫元件）保溫層

原料氫氣從a口進(jìn)入，經(jīng)電加熱元件加熱后進(jìn)入催化劑床層，氫氣和氧氣在催化劑的作用下發(fā)生化合反應(yīng)生成水，水以氣態(tài)的形式隨氫氣從b口流出脫氧器。ab第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3、溫度控制

在催化劑床層的上部和下部各裝有一個(gè)鉑電阻。分別用來檢測催化劑床層上部和下部的溫度。下部鉑電阻檢測溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，會(huì)暫停電加熱元件，待溫度低于設(shè)定溫度后，會(huì)再次啟動(dòng)電加熱元件。上部鉑電阻檢測溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，會(huì)停止電加熱元件，再次啟動(dòng)電加熱元件則需要操作人員的手動(dòng)操作。注意：電加熱元件禁止干燒！

如果電加熱元件已開啟而沒有通氣，那么電加熱元件產(chǎn)生的熱量就無法散發(fā)出去，并且沒有氣流的傳導(dǎo)，測溫元件也不能及時(shí)將電加熱元件的真實(shí)溫度傳至控制系統(tǒng)停止加熱，造成電加熱元件自身過熱，直至燒斷。ab第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一二、干燥的工作原理1、變溫吸附干燥

變溫吸附干燥技術(shù)在氣體制取工業(yè)應(yīng)用廣泛。它是利用吸水性能優(yōu)良的吸附劑（活性氧化鋁、硅膠、分子篩）在常溫（或低溫）下吸附氣體中的水分，當(dāng)吸附劑吸附的水分接近飽和時(shí)，采用升高溫度的方法使水分從吸附劑中解吸出來（即吸附劑的再生）。從而達(dá)到循環(huán)工作的目的。第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2、分子篩的吸附原理分子篩是一類具有均勻微孔的硅鋁酸鹽化合物，其孔徑相當(dāng)于一般分子大小，由于微孔表面的分子或原子存在著剩余的表面引力場，其對極性分子及可極化的分子具有高選擇的吸附性能。因此當(dāng)含水氫氣通過微孔時(shí)，屬于極性分子的水就被強(qiáng)烈的吸附在微孔的表面，屬于非極性分子的氫則不易被吸附而順利通過微孔，從而達(dá)到消除水分的目的。分子篩的吸附作用屬物理吸附，過程可逆。第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3、干燥器的結(jié)構(gòu)內(nèi)筒：電加熱元件電纜接入口

a口（氣體出入口）外筒：分子篩

b口（氣體出入口）裝料口卸料口

2個(gè)鉑電阻（測溫元件）保溫層4、干燥過程

需要被干燥的氣體從b口進(jìn)入干燥器，流經(jīng)吸附劑床層，氣體中的水分被吸附劑吸附，干燥后的氣體從a口流出干燥器。干燥過程電加熱元件不工作。ab第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一ab5、吸附劑的再生當(dāng)吸附劑吸附飽和時(shí)，需要進(jìn)行再生處理，吸附水的解吸為吸熱過程。再生氣流從a口進(jìn)入干燥器，經(jīng)電加熱元件加溫后流經(jīng)吸附劑床層，吸附劑被加熱后逐漸升溫。在吸附劑中的吸附水未大量脫附時(shí)，床層溫度升高較快，當(dāng)大量吸附水被脫附時(shí)，床層溫度將穩(wěn)定在一定值，并保持一段時(shí)間。在吸附水基本被脫附后，床溫急劇上升，加熱再生結(jié)束。再生溫度越高，再生氣的含水量越小，再生越完全。第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一6、再生時(shí)的溫度控制

吸附劑床層的上部和下部各裝有一個(gè)鉑電阻。分別檢測吸附劑床層的上部和下部溫度。因?yàn)樗值慕馕鼮槲鼰徇^程，所以吸附劑床層的下部溫度大于上部溫度。當(dāng)吸附劑再生時(shí)，下部鉑電阻（溫控鉑電阻）用來控制再生氣流的溫度，當(dāng)檢測值超過設(shè)定值時(shí)，暫停電加熱元件，避免再生氣流超溫。當(dāng)檢測值低于設(shè)定值后，再次啟動(dòng)電加熱元件。上部鉑電阻（聯(lián)鎖鉑電阻）的檢測值達(dá)到設(shè)定值后，則停止加熱，吸附劑的再生結(jié)束。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一四、流程講解

氫氣純化裝置根據(jù)干燥器的數(shù)量可分為兩塔流程和三塔流程。兩塔流程采用原料氫氣作為再生氣，三塔流程是目前應(yīng)用最多的一種流程，由于采用了三臺(tái)干燥器，使用產(chǎn)品氫氣作為再生氣，再生效果好，產(chǎn)品氫氣的露點(diǎn)可達(dá)到-70℃。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1、QCYZ型氫氣純化裝置第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一脫氧器：內(nèi)裝脫氧催化劑，用來除去氫氣中的氧氣雜質(zhì)。干燥器：內(nèi)裝分子篩，用來除去氫氣中的水份。冷卻器：管殼式換熱器，將高溫氫氣冷卻至常溫或低溫。氣水分離器：內(nèi)裝濾芯，除去氣體中的游離水。過濾器：內(nèi)裝濾芯，用來過濾氣體中微小的機(jī)械雜質(zhì)及塵粒。積液器：積存液體，并排至水封。水封：安全排液、排氣。阻火器：設(shè)置在氫氣放空管上，防止回火，保證生產(chǎn)安全。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一冷卻器結(jié)構(gòu)圖氣水分離器（過濾器）結(jié)構(gòu)圖第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2、QCNB型氫氣純化裝置ABC第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一表4-1裝置的工作狀態(tài)干燥器A的工作狀態(tài)干燥器B的工作狀態(tài)干燥器C的工作狀態(tài)Z1工作再生吸附Z2吸附工作再生Z3再生吸附工作工作狀態(tài)：干燥器不加熱，處理氣量為全氣量；再生狀態(tài)：處理氣量根據(jù)調(diào)試確定，可能為全氣量，可能為部分氣量；再生狀態(tài)包括加熱階段和吹冷階段：加熱階段——干燥器內(nèi)的電加熱元件開始工作，干燥器內(nèi)的溫度逐漸上升，吸附在分子篩上的水分被逐漸解吸，當(dāng)干燥器上部溫度達(dá)到聯(lián)鎖值后，認(rèn)為再生完成，電加熱元件自動(dòng)停止加熱；吹冷階段——干燥器停止加熱后，氣流繼續(xù)按原路流過干燥器，以使干燥器降溫，直至干燥器切換至工作狀態(tài)；吸附狀態(tài)：干燥器不加熱，處理氣量同再生氣量。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3、常見故障及排除方法序號(hào)故障現(xiàn)象原因排除方法1產(chǎn)品氫氣含氧量超標(biāo)取樣管道吹除不徹底或分析儀故障脫氧器工作溫度低；催化劑性能下降。徹底吹除取樣管道或檢修分析儀提高脫氧器控制溫度、聯(lián)鎖溫度設(shè)定值；更換催化劑。2產(chǎn)品氫氣露點(diǎn)達(dá)不到要求取樣管道吹除不徹底或分析儀故障干燥劑再生不徹底；系統(tǒng)工作壓力偏低或工作周期過長閥門開關(guān)不正常或者出現(xiàn)內(nèi)漏；干燥劑性能降低。徹底吹除取樣管道或檢修分析儀提高干燥器控制溫度、聯(lián)鎖溫度設(shè)定值；調(diào)整再生氣量或檢查電加熱元件是否工作正常檢查系統(tǒng)壓力,確保壓力控制正常；縮短工作周期檢查、維修或更換閥門；更換新的干燥劑。3加熱溫度達(dá)不到要求測溫元件或控制元件失靈。再生氣量不合適電加熱元件損壞；檢查、維修或更換測溫元件、控制元件。調(diào)整再生氣量更換新的電加熱元件；第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一4、安全注意事項(xiàng)由于氫氣的高滲透性、易燃性，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程和安全規(guī)程來進(jìn)行操作。（對于新安裝的氫氣純化裝置或經(jīng)過修理和長期閑置的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行：1、氣密性檢查：用氮?dú)獬鋲褐凉ぷ鲏毫?，保?4小時(shí)，泄漏率以平均每小時(shí)不超過0.5%為合格。2、系統(tǒng)的氮?dú)庵脫Q：用含