CN201890768U - 脱氧干燥一体式纯化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及脱氧干燥一体式纯化器，包括外筒和内筒，内筒内为填料区，填料区分为上层和下层，上层装填脱氧剂，下层的上部装填可再生硅胶，下层的下部装填分子筛；内筒上方的管板上焊接有电加热元件保护套管和测温元件保护套管，电加热元件保护套管和测温元件保护套管伸入至内筒内填料区中，电加热元件保护套管中安装有电加热元件，测温元件保护套管中安装有测温元件；外筒侧壁的上部设置有工作气进口，工作气进口与内筒填料区的上层相通，外筒侧壁的下部设置有工作气出口，工作气出口与内筒填料区的下层相通。该装置集脱氧、干燥功能于一体，简化了氢气净化***工艺流程，为氢气净化***的安全、稳定、连续运行提供了技术保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于对水电解产生的氢气进行再处理的装置，尤其涉及一种脱氧干燥一体式纯化器。
背景技术
水电解制氢设备制取的氢气中从理论上讲只存在氧气和水分两种杂质，所以该种气体的净化就是除氧和除水。传统的氢气净化工艺，其工艺流程都是先进脱氧器，在钯触媒的催化下，氢气和氧气反应生成水分，再进入冷却器进行一级除湿，最后进入吸附干燥器去除水分达到净化目的。从中看出氢气的脱氧和脱水是在两个不同的容器中进行的，若用户对产品氢气指标要求不是很高(含氧量≥0.01，露点≥-50℃)，如此配置造成资源浪费。
干燥器结构方面，传统电加热管是直接与管板焊接的，电加热管属于易损件，一旦当中某一根电加热管坏了，那整个管板都要换掉，且更换步骤复杂，需要由专业人员协助完成，具体说明：第一步：停机；第二步：用氮气置换；第三步：更换电加热管板；第四步：用氮气吹扫净化***；第五步：试压；第六步：开机。干燥器仅有两个测温点：再生气进口和再生气出口处，再生气进口的温度受诸多因素的影响，不能直接反应电加热区温度，如：干燥器底部结构、再生气加热时间、气体流量等，这样电加热管不能得到有效的保护，有干烧的可能，使得净化设备的连续、稳定运行得不到保障。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种兼脱氧、干燥双功能的氢气纯化器。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
脱氧干燥一体式纯化器，包括外筒和置于其中的内筒，特点是：所述内筒内为填料区，填料区分为上层和下层，上层装填脱氧剂，下层的上部装填可再生硅胶，下层的下部装填分子筛；所述内筒的上方安装有管板，管板上焊接有电加热元件保护套管和测温元件保护套管，所述电加热元件保护套管和测温元件保护套管伸入至内筒内填料区中，电加热元件保护套管中安装有电加热元件，测温元件保护套管中安装有测温元件；所述外筒侧壁的上部设置有工作气进口，工作气进口与内筒填料区的上层相通，外筒侧壁的下部设置有工作气出口，工作气出口与内筒填料区的下层相通。
进一步地，上述的脱氧干燥一体式纯化器，其中，所述工作气进口设置有气体过滤装置。
更进一步地，上述的脱氧干燥一体式纯化器，其中，所述电加热元件与电加热元件保护套管之间有1mm的间隙，测温元件与测温元件保护套管之间有1mm的间隙。
再进一步地，上述的脱氧干燥一体式纯化器，其中，所述脱氧剂为钯触媒。
本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在：
①将脱氧与吸附有机的结为一体，简化了氢气净化***工艺流程，其设备投资省，实际运用效果十分明显；
②设置电加热区测温点，有效的防止干烧，给氢气净化***的安全、稳定、连续运行提供了技术保障；
③再生气出口增加了气体过滤装置，阻挡粉尘进入管道，有效的保护***内的仪表、阀门；
④采用直插式电加热结构，大大减少电加热的更换成本、缩短更换时间、简化更换程序。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
图1：本实用新型纯化器的剖面结构示意图；
图2：图1纯化器管板局部放大剖面示意图；
图3：图1纯化器的工作气进口的局部放大剖面示意图；
图中各附图标记的含义：
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，脱氧干燥一体式纯化器，包括外筒和置于其中的内筒，内筒内为填料区，填料区分为上层和下层，上层装填脱氧剂，脱氧剂为钯触媒，下层的上部装填可再生硅胶，下层的下部装填分子筛；内筒的上方安装有管板2，管板2上焊接有电加热元件保护套管3和测温元件保护套管4，电加热元件保护套管3和测温元件保护套管4伸入至内筒内填料区中，电加热元件保护套管3中安装有电加热元件，电加热元件与电加热元件保护套管之间有1mm的间隙，测温元件保护套管4中安装有测温元件，测温元件与测温元件保护套管之间有1mm的间隙，且测温元件伸入至电加热元件的中下部；外筒侧壁的上部设置有工作气进口1，工作气进口1与内筒填料区的上层相通，工作气进口1还设置有气体过滤装置，过滤装置包含滤芯6和过滤网7，并连接中间法兰5；外筒侧壁的下部设置有工作气出口，工作气出口与内筒填料区的下层相通。
本装置在原有传统容器内部增加填料层，在同一容器中分层添加脱氧剂和吸附剂两种不同功能的填料，填料区分上下两层，上层用于脱氧，下层用于脱氢，达到在一个容器中脱氧、干燥双重效果。管板2与内筒、管板与电加热元件保护套管3和测温元件保护套管4均为焊接连接方式；工作气进口(再生气出口)增加气体过滤装置，降低仪表阀门被填料粉末磨损、堵塞的风险，解决了易损件更换期间必须停车的问题，设置加热区测温点，为净化***的安全、稳定、连续运行提供了技术保障。
具体应用时，需净化氢气从工作气进口进入纯化器，先流经上层钯触媒，在上层填料钯铂合金催化作用下，氧与氢发生反应生产水，后流经硅胶层将气体流中大部分水去除，最后流经13X分子筛进行深度吸附，产品氢气经内筒后流出。在保证功能的前提下，氢气净化流程更简单，且纯化器结构更简单，成本更低。
加热区设置的测温点随时检测电加热区温度，即使由于特殊原因再生气体流量减少或者没有再生流量，电加热也不会一直处于加热状态，当电加热区内温度达到某一设定值后，控制***将根据该测温点反馈的信号自动切断电加热电源，能有效的保护电加热元件，延长电加热使用寿命。
电加热元件、测温元件与介质之间增加保护套，即使电加热元件出现故障，只需切断电加热电源，然后将其从套管中***更换新的即可，因为更换过程不涉及纯化器与介质接触部分，所以无需置换，也无需停机，使净化设备用户得到更有效的保障。
再生气体流经外筒填料区后，伴入气体中的少量粉末状填料将被气体过滤装置的过滤网滤除，有效地避免了其直接让其进入管道，磨损管道内阀门的密封面，最后导致阀门内漏。
综上所述，本实用新型技术方案对容器管板与内筒之间、电加热元件与管板之间的连接方式进行改变，电加热元件用直插式替代U型结构，设置电加热区测温点，再生气体出口设置气体过滤装置。使氢气净化设备的投资大大减少，流程简化，为氢气净化***的安全稳定运行提供了技术保障；也显著降低了易损件的更换成本，使更换程序简单、容易操作，实际应用效果十分理想。
需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (4)
1.脱氧干燥一体式纯化器，包括外筒和置于其中的内筒，其特征在于：所述内筒内为填料区，填料区分为上层和下层，上层装填脱氧剂，下层的上部装填可再生硅胶，下层的下部装填分子筛；所述内筒的上方安装有管板，管板上焊接有电加热元件保护套管和测温元件保护套管，所述电加热元件保护套管和测温元件保护套管伸入至内筒内填料区中，电加热元件保护套管中安装有电加热元件，测温元件保护套管中安装有测温元件；所述外筒侧壁的上部设置有工作气进口，工作气进口与内筒填料区的上层相通，外筒侧壁的下部设置有工作气出口，工作气出口与内筒填料区的下层相通。
2.根据权利要求1所述的脱氧干燥一体式纯化器，其特征在于：所述工作气进口设置有气体过滤装置。
3.根据权利要求1所述的脱氧干燥一体式纯化器，其特征在于：所述电加热元件与电加热元件保护套管之间有1mm的间隙，测温元件与测温元件保护套管之间有1mm的间隙。
4.根据权利要求1所述的脱氧干燥一体式纯化器，其特征在于：所述脱氧剂为钯触媒。
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| CN102060270A (zh) * | 2010-11-23 | 2011-05-18 | 苏州竞立制氢设备有限公司 | 脱氧干燥一体式纯化器 |
| CN106966372A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-07-21 | 辽宁沃德玛克工业设备制造有限公司 | 一种用于碳载纯化设备的燃烧塔 |
| CN114193028A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-18 | 中国核工业第五建设有限公司 | 保护气纯度提高装置、保护气提纯方法、焊接保护方法 |
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