CN113101752A - 氢气提纯装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及氢气处理技术领域，尤其是涉及一种氢气提纯装置及方法，其技术方案要点是包括反应组件，在反应组件上设置有降噪组件，降噪组件包括隔音箱，反应组件设置在隔音箱的内部，隔音箱为具有吸音材质的吸音板组合而成，反应组件放置于隔音箱内部，经冷凝过的粗氢气通入反应组件内进行一氧化碳去除，达到了减少氢气提取装置产生的噪声对工作人员的人体造成的伤害的目的。

Description

氢气提纯装置及方法
技术领域
本申请涉及氢气处理技术领域，尤其是涉及一种氢气提纯装置及方法。
背景技术
目前工业上氢气主要是通过天然气、煤、石油等化石燃料的热化学转化制取，工业上制取氢气常采用水煤气法制氢。
公开号为CN109534290A的中国发明专利提供了一种一种新能源汽车的氢气提纯设备，包括氢气制取装置、氢气提纯装置及氢气收集装置，氢气制取装置包括气化组件、气固分离组件及冷却机构，冷却机构包括冷凝管、设于冷凝管上端的排气口、设于冷凝管侧壁上的进气口、设于冷凝管下端的排液口、用于降低冷凝管管壁温度的降温组件及设于冷凝管内的气体导向部件，将制取得到的气体通过进气口通入到冷凝管，通过气体不停的与冷凝管热交换，气体中的水蒸气将液化从气体中分离出来，进而制取高浓度氢气。
针对上述相关技术方案，发明人发现：在氢气的制取和提纯过程中，氢气在流动过程中会与设备的内壁发生撞击，进而导致设备在制氢和提纯时，会产生噪音，会对工作人员的耳朵造成伤害。
发明内容
为了减少氢气提取装置产生的噪声对工作人员的人体造成的伤害，本申请提供一种氢气提纯装置及方法。
本申请提供的氢气提纯装置采用如下的技术方案：
一种氢气提纯装置，包括反应组件，在反应组件上设置有降噪组件，降噪组件包括隔音箱，反应组件设置在隔音箱的内部，隔音箱为具有吸音材质的吸音板组合而成。
通过采用上述技术方案，使用水煤气法制造的粗氢气中包含有一氧化碳，为提高氢气的浓度需要将一氧化碳去除，反应组件内部能够将一氧化碳氧化成二氧化碳，为提高一氧化碳的转化效率，需要粗氢气与反应组件的内部结构充分接触，因此导致粗氢气在反应组件内部会产生较大噪声，将反应组件设置在隔音箱内部，隔音箱能够将组氢气和反应组件所产生的噪声进行隔绝，降低噪声传播到外界的可能性，进而减少噪声对工作人员带来的伤害。
优选的，在隔音箱内表面上均匀开设有多个吸音槽。
通过采用上述技术方案，当噪声传播到隔音箱内表面的隔音槽之后，隔音槽将会对噪声进行吸收，一方面能够降低噪音透过隔音棉传播到外界可能性，另一方面能够减少噪音在隔音棉上发生回弹，进而能够降低声波在隔音箱内部声能的存量。
优选的，在隔音箱的外表面上设置有散热片，散热片与隔音箱固定连接。
通过采用上述技术方案，当噪声被隔音箱所吸收之后，声波会在隔音箱上由声能转变为热能，进而使得隔音箱的温度上升，散热片能够将隔音箱的热量进行吸收，而后将热量散发到外界空气中，进而降低隔音箱的温度，提高隔音箱的使用安全性。
优选的，在反应组件上连通有气固分离组件，在气固分离组件包括旋风分离器，在旋风分离器的外表面上设置有缓冲壳，缓冲壳与旋风分离器之间存在有间隙。
通过采用上述技术方案，当使用水煤气法制造的粗氢气中含有煤炭燃烧产生的烟尘，气固分离组件能够将粗氢气中的烟尘去除，使用旋风分离器将粗氢气中的烟尘进行去除，但是烟尘与旋风分离器的内部将会发生碰撞，进而会产生噪声，在旋风分离器的外周面上设置缓冲壳，当旋风分离器内产生的噪音通过缓冲壳时，缓冲壳会将噪声的声强进行削弱，进而降低噪音的强度。
优选的，在旋风分离器与缓冲壳之间填充有可流动的液体。
通过采用上述技术方案，旋风分离器内部对粗氢气进行固气分离时，烟尘会与旋风分离器内部发生碰撞和摩擦，进而使得旋风分离器的侧壁温度升高，使用流动液体能够将旋风分离器侧壁上的热量带走，进而降低旋风分离器侧壁的温度，进而提高旋风分离器的使用安全性，同时流动的液体能够进一步对旋风分离器内部的噪音强度进行削弱。
优选的，在缓冲壳的下端设置有进液管道，在缓冲壳的上端设置有出液管道。
通过采用上述技术方案，在缓冲壳和旋风分离器之间的流动液体，从下端进入从上端流出，减少液体在重力作用下，掉落的时产生噪音的可能性。
优选的，反应组件上连通有冷凝组件，冷凝组件包括冷凝箱，在冷凝箱将内部设置有冷凝管，冷凝管在冷凝箱内部弯曲设置，同时冷凝管的两端均设置在冷凝箱的下端，冷凝管的端头处连接有制冷器。
通过采用上述技术方案，粗氢气中还包含有水蒸气，水蒸气在进入反应组件时会影响一氧化碳的氧化，因此粗氢气在进入反应组件之前需要将粗氢气中的水蒸气去除，由于水的沸点较高，因此冷凝组件使用冷凝管即可，当粗氢气与冷凝管相接触之后，水蒸气将会被冷凝，进而减少了粗氢气中水蒸气含量。
优选的，冷凝管在冷凝箱内部螺旋向上设置。
通过采用上述技术方案，冷凝管在冷凝箱内部螺旋向上，一方面螺旋结构能够增加冷凝箱内部冷凝管与粗氢气的接触面积，使粗氢气能够更大面积的与冷凝管相接触，进而降低粗氢气中水蒸气的含量，另一方面当水蒸气在冷凝管上冷凝成液体之后，在重力作用下，液态水能够沿着冷凝管流下，减少液态水在在冷凝管上的存积。
优选的，在冷凝箱内部的下端面上设置有收集盒，冷凝管的下端位于收集盒内部，在收集盒的下端面上设置有开关阀门。
通过采用上述技术方案，当冷凝管上冷凝的液态水向下流动时，将会在收集盒内部进行收集，减少粗氢气中水蒸气含量的同时，水蒸气能够起到密封的作用，降低氢气从开关阀门处泄露的可能性。
本申请提供的一种氢气提纯装置的使用方法采用如下的技术方案：
一种氢气提纯装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、向进液管道内部通入液体，并使液体从出液管道流出，而后将通过水煤气法制得的粗氢气通入旋风分离器；
S2、经过旋风分离器的粗氢从冷凝箱上端通入到冷凝箱内部进行冷凝；
S3、将反应组件放置于隔音箱内部，经冷凝过的粗氢气通入反应组件内进行一氧化碳去除。
综上所述，本申请具有以下技术效果：
1.通过设置了隔音箱，因此导致粗氢气在反应组件内部会产生较大噪声，将反应组件设置在隔音箱内部，隔音箱能够将组氢气和反应组件所产生的噪声进行隔绝，降低噪声传播到外界的可能性，进而减少噪声对工作人员带来的伤害；
2.通过设置了缓冲壳，当旋风分离器内产生的噪音通过缓冲壳时，缓冲壳会将噪声的声强进行削弱，进而降低噪音的强度。
附图说明
图1是本申请实施例中提纯装置的整体结构图；
图2是本申请实施例中提纯装置的剖视图。
图中，1、反应组件；2、降噪组件；21、隔音箱；22、吸音槽；23、散热片；3、冷凝组件；31、冷凝箱；32、冷凝管；33、制冷器；34、收集盒；35、开关阀门；4、气固分离组件；41、旋风分离器；42、缓冲壳；43、进液管道；44、出液管道。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
参照图1和图2，本申请提供了一种氢气提纯装置，包括气固分离组件4、冷凝组件3和反应组件1，气固分离组件4与冷凝组件3相连接，反应组件1设置在冷凝组件3远离气固分离组件4的一侧，粗氢气从气固分离组件4内部进入加工粗氢气中的烟尘与气体进行分离，而后粗氢气再进入到冷凝组件3，在冷凝组件3中粗氢气中的水蒸气将会被冷凝，将粗氢气中的水蒸气去除，进一步提高粗氢气中氢气的含量，而后粗氢气将会进入到反应组件1中，将粗氢气中的一氧化碳进行氧化并去除，进而得到高浓度的氢气。
参照图1和图2，气固分离组件4包括旋风分离器41，使用水煤气法制造的粗氢气会存在有煤炭在燃烧时产生的烟尘，旋风分离器41能够将粗氢气中的烟尘分离进行分离，而烟尘在旋风分离器41中会与旋风分离器41的侧壁发生摩擦，进而使得旋风分离器41的侧壁温度上升，并且烟尘在与旋风分离器41之间会产生大量噪声，进而会对工作人员的身体造成伤害。
参照图1和图2，在旋风分离器41的外周面上的设置有缓冲壳42，缓冲壳42与旋风分离器41之间存在有间隙，并且缓冲壳42与旋风分离器41之间为密闭的空间，在缓冲壳42的下端上连接有进液管道43，在缓冲壳42的上端设置有出液管道44。在缓冲层与旋风分离器41之间的密闭空间内部填充有流动性液体，并且液体从位于缓冲壳42下端的进液管道43进入到缓冲壳42内部，而后液体将会从下方流入到缓冲壳42内部并且从上方流出，这样一方面能够减少液体在流动时与缓冲壳42发生冲击而产生的噪声，另一方面在缓冲壳42内部的流动液体能够带走旋风分离器41外表面上产生的热量，进而降低旋风分离机的表面温度，增加旋风分离机的使用寿命，并且在缓冲壳42内部的流动液体也能够对旋风分离器41内部的噪声造成削弱效果，进一步对旋风分离器41内部噪声进行削弱，进而减少噪声对工作人员带来的伤害。
参照图1和图2，当粗氢气经过旋风分离器41将烟尘去除之后，粗氢气将会被输送到冷凝组件3，冷凝组件3包括冷凝箱31，粗氢气从冷凝箱31的上端进入到冷凝箱31内部，由于氢气的密度小于空气和水蒸气的密度，因此当粗氢气进入到冷凝箱31内部之后，氢气将会从上方对冷凝箱31进行填充，并且将冷凝箱31内部的空气排出到外界，降低冷凝箱31内部气体进入到粗氢气中的可能性。
参照图1和图2，在冷凝箱31内部设置有冷凝管32，设置在冷凝箱31内部的中心位置，冷凝管32的两端均设置在冷凝箱31的下端，在冷凝管32的端头位置设置有制冷器33，制冷器33与冷凝管32相连接，并且冷凝器能够对冷凝管32进行持续制冷，冷凝管32在冷凝箱31内部呈螺旋向上弯曲设置，当粗氢气进入到冷凝箱31内部之后会与冷凝管32相接触，并且弯曲设置咋冷凝管32能够增加粗氢气与冷凝管32的接触面积，进而使得粗氢气中的水蒸气能够更加充分被冷凝管32所冷凝，进而降低粗氢气中水蒸气的浓度。由于水蒸气的沸点较高，因此当水蒸气遇到冷凝管32之后，将会在冷凝管32上冷凝成水珠，冷凝后的水珠将会在重力作用下沿着冷凝管32的管壁螺旋向下流动，进而降低冷凝水珠在冷凝管32上的存积，减少水珠对冷凝管32的影响。
参照图1和图2，在冷凝箱31内部设置有收集盒34，冷凝管32设置在收集盒34内部，在收集盒34的下端面上设置有开关阀门35，当冷凝管32对粗氢气中的水蒸气进行冷凝后，水珠将会沿着冷凝管32向下流到收集盒34内部进行收集，当冷凝水收集到一定程度之后将会从开关阀门35处排出，冷凝水在收集盒34内部存放，不仅能够减少水蒸气在冷凝箱31内部的流动，而且冷凝水对开关阀门35具有密封作用，能够减少粗氢气从开关阀门35处的泄露。
参照图1和图2，当粗氢气从冷凝箱31去除水蒸气之后，将会被输送到反应组件1，粗氢气进入到反应组件1之后，组氢气中的一氧化碳将会被氧化后吸收，进而将粗氢气中的一氧化碳去除，而在反应组件1中对一氧化碳进行氧化时，为保证粗氢气能够与反应组件1内部的催化剂完全反应，粗氢气将会与反应组件1内部的结构尽心充分接触，因此会产生噪音，进而会对工作人员的身体造成伤害。
参照图1和图2，在反应组件1上设置有降噪组件2，使用降噪组件2对反应组件1进行降噪处理进而减少噪音对工作人员的身体造成的伤害。降噪组件2包括隔音箱21，反应组件1设置在隔音箱21内部，使用隔音箱21将反应组件1产生的噪音进行隔绝，减少反应组件1产生的噪音传播到外界的可能性。在隔音箱21的内表面上均匀开设有多个吸音槽22，当反应组件1产生的噪音传播道隔音箱21的内壁上时，吸音槽22能够对噪音进行吸收，进而减少噪音在隔音箱21处产生的噪声反射，并且吸音槽22将噪音吸收之后，会减少隔音箱21内部的噪音强度，降低噪声的声波在隔音箱21内部对反应组件1造成破坏的可能性。
参照图1和图2，在隔音箱21的外表面上固接有散热片23，当反应组件1产生的噪声被隔音箱21所吸收和消耗之后，会将声波能量转化成热量，进而导致隔音箱21的表面温度升高，散热片23能够吸收隔音箱21上产生的热量，进而降低隔音箱21的温度，提高隔音箱21的使用安全性，而后散热片23将吸收后的热量散发到空气中，散热片23在能够进行散热的同时产生的噪声也较小，进而能够减少噪声对工作人员造成的伤害。
本申请实施例还公开了一种氢气提纯装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、向进液管道43内部通入液体，并使液体从出液管道44流出，而后将通过水煤气法制得的粗氢气通入旋风分离器41；
S2、经过旋风分离器41的粗氢从冷凝箱31上端通入到冷凝箱31内部进行冷凝；
S3、将反应组件1放置于隔音箱21内部，经冷凝过的粗氢气通入反应组件1内进行一氧化碳去除。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种氢气提纯装置，包括反应组件(1)，其特征在于：在反应组件(1)上设置有降噪组件(2)，降噪组件(2)包括隔音箱(21)，反应组件(1)设置在隔音箱(21)的内部，隔音箱(21)为具有吸音材质的吸音板组合而成。
2.根据权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于：在隔音箱(21)内表面上均匀开设有多个吸音槽(22)。
3.根据权利要求2所述的氢气提纯装置，其特征在于：在隔音箱(21)的外表面上设置有散热片(23)，散热片(23)与隔音箱(21)固定连接。
4.根据权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于：在反应组件(1)上连通有气固分离组件(4)，在气固分离组件(4)包括旋风分离器(41)，在旋风分离器(41)的外表面上设置有缓冲壳(42)，缓冲壳(42)与旋风分离器(41)之间存在有间隙。
5.根据权利要求4所述的氢气提纯装置，其特征在于：在旋风分离器(41)与缓冲壳(42)之间填充有可流动的液体。
6.根据权利要求5所述的氢气提纯装置，其特征在于：在缓冲壳(42)的下端设置有进液管道(43)，在缓冲壳(42)的上端设置有出液管道(44)。
7.根据权利要求1所述的氢气提纯装置，其特征在于：反应组件(1)上连通有冷凝组件(3)，冷凝组件(3)包括冷凝箱(31)，在冷凝箱(31)将内部设置有冷凝管(32)，冷凝管(32)在冷凝箱(31)内部弯曲设置，同时冷凝管(32)的两端均设置在冷凝箱(31)的下端，冷凝管(32)的端头处连接有制冷器(33)。
8.根据权利要求7所述的氢气提纯装置，其特征在于：冷凝管(32)在冷凝箱(31)内部螺旋向上设置。
9.根据权利要求8所述的氢气提纯装置，其特征在于：在冷凝箱(31)内部的下端面上设置有收集盒(34)，冷凝管(32)的下端位于收集盒(34)内部，在收集盒(34)的下端面上设置有开关阀门(35)。
10.一种氢气提纯装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、向进液管道(43)内部通入液体，并使液体从出液管道(44)流出，而后将通过水煤气法制得的粗氢气通入旋风分离器(41)；
S2、经过旋风分离器(41)的粗氢从冷凝箱(31)上端通入到冷凝箱(31)内部进行冷凝；
S3、将反应组件(1)放置于隔音箱(21)内部，经冷凝过的粗氢气通入反应组件(1)内进行一氧化碳去除。
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