一种大规模外置加热器的氢气纯化生产装置的制作方法

本技术涉及氢气纯化生产，特别涉及一种大规模外置加热器的氢气纯化生产装置。

背景技术：

1、在当前能源转型的大背景下，氢气作为一种清洁、高效的能源载体，其重要性日益凸显。目前工业化制氢方法有多种，包括天然气重整制氢、甲醇重整制氢、水煤气制氢和水电解制氢，其中水电解制氢的原料是水，但是经过能源使用后的反应产物又是水；因此水电解制氢被认为是最具潜力的制氢方法；同时，氢能已经被正式纳入与石油、煤炭、天然气等资源同等管理的范畴，未来能源结构向清洁能源氢能转变正在成为趋势；另外，氢气的纯度在一定程度上影响其下游的应用，如何低能耗地提高氢气纯度对氢气的应用至关重要。

2、传统的氢气纯化生产装置在加热环节不仅热负担较大，导致能耗过高，而且在处理较大规模的氢气时，难以实现高效、均匀的加热；此外，由于加热效果不理想，往往需要消耗大量的冷冻水来进行冷却和温度调节，进一步增加了成本和资源消耗；并且，现有的装置在气水分离和干燥处理方面无法充分有效地去除氢气中的水分。

3、另外，随着可再生能源的发展，氢气的生产规模和负荷变化范围不断扩大，现有的纯化装置在应对大规模生产以及较大幅度的负荷变化，往往表现出适应性不足、稳定性差等问题，难以满足实际需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，解决现有技术中存在的技术问题。

2、为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、一种大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，包括：第一气水分离器、与所述第一气水分离器连接的外置预热器、与所述外置预热器连接的外置电加热器、设置在所述第一气水分离器一侧的第一冷却器、与所述第一冷却器连接的气液分离器、与所述气液分离器连接的干燥装置以及与所述干燥装置连接的再生部件；所述外置预热器一端与所述第一冷却器连接；所述外置电加热器一端与脱氧器连接，所述脱氧器另一端与所述外置预热器连接；所述干燥装置一端与第二过滤器连接；所述再生部件与所述第二过滤器均与氢气排出管连接。

4、进一步的，所述干燥装置包括：第一干燥器、第二干燥器以及第三干燥器；所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器平行布置，且其中至少一个内部设有分子筛。

5、进一步的，所述再生部件包括：预热器、与所述预热器连接的第二冷却器、与所述第二冷却器连接的第二气水分离器以及与所述预热器一端连接的加热器；所述预热器与所述干燥装置连接，所述干燥装置与第一过滤器连接，所述第一过滤器与所述氢气排出管连接。

6、进一步的，所述第一气水分离器一端与氮气加注管和氢气加注管连接；所述第一冷却器两端均与冷冻水加注管连接。

7、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

8、（一）本实用新型耦合外置预热器和外置电加热器的设置，降低了外置电加热器的热负担，进而降低了整个纯化系统的能耗，并且降低了冷冻水的用量；

9、（二）本实用新型通过第一气水分离器、第二气水分离器、干燥装置和再生部件的设置，能够有效去除氢气中的水分，提高了氢气的纯度和干燥度；

10、（三）本实用新型适用于大规模可再生能源氢气纯化系统，其负荷变化为30%～110%。

1.一种大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，其特征在于：包括：第一气水分离器（1）、与所述第一气水分离器（1）连接的外置预热器（2）、与所述外置预热器（2）连接的外置电加热器（3）、设置在所述第一气水分离器（1）一侧的第一冷却器（5）、与所述第一冷却器（5）连接的气液分离器（6）、与所述气液分离器（6）连接的干燥装置以及与所述干燥装置连接的再生部件；所述外置预热器（2）一端与所述第一冷却器（5）连接；所述外置电加热器（3）一端与脱氧器（4）连接，所述脱氧器（4）另一端与所述外置预热器（2）连接；所述干燥装置一端与第二过滤器（11）连接；所述再生部件与所述第二过滤器（11）均与氢气排出管（16）连接。

2.根据权利要求1所述的大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，其特征在于：所述干燥装置包括：第一干燥器（7）、第二干燥器（8）以及第三干燥器（9）；所述第一干燥器（7）、第二干燥器（8）和第三干燥器（9）平行布置，且其中至少一个内部设有分子筛。

3.根据权利要求1所述的大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，其特征在于：所述再生部件包括：预热器（13）、与所述预热器（13）连接的第二冷却器（14）、与所述第二冷却器（14）连接的第二气水分离器（15）以及与所述预热器（13）一端连接的加热器（12）；所述预热器（13）与所述干燥装置连接，所述干燥装置与第一过滤器（10）连接，所述第一过滤器（10）与所述氢气排出管（16）连接。

4.根据权利要求1所述的大规模外置加热器的氢气纯化生产装置，其特征在于：所述第一气水分离器（1）一端与氮气加注管（18）和氢气加注管（19）连接；所述第一冷却器（5）两端均与冷冻水加注管（17）连接。