氢气纯化系统及氢气制备系统的制作方法

本申请涉及氢气制备，尤其涉及一种氢气纯化系统及氢气制备系统。

背景技术：

1、随着全球能源结构向低碳化转型，大规模电解水制氢技术作为实现“双碳”目标的核心路径，正在风光电耦合制氢项目中快速推广。此类项目通常部署在资源丰富但环境复杂的区域，例如沙漠地区（高温、强风沙、昼夜温差大）、沿海地区（高湿、盐雾腐蚀）、高原地区（低温、低氧）等。在这些场景中，电解槽产生的氢气需要经过高效纯化以满足工业应用标准（如纯度≥99.9999%）。

2、相关技术中，传统氢气纯化系统多采用分散式室内安装，存在占地大、施工复杂、能耗高、安全等级受限、环境适应性差等问题，无法满足未来多套大型电解槽并联运行、波动负荷频繁启停的运行要求。

3、因此，亟需一种集成度高、环境适应性强的室外一体化氢气纯化系统，以支撑大规模电解水制氢技术的规模化应用。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请实施例提供一种氢气纯化系统及氢气制备系统，用以提高氢气制备系统的集成度和环境适应性，满足未来多套大型电解槽并联运行、波动负荷频繁启停的运行要求。

2、本申请实施例的第一方面提供一种氢气纯化系统，包括：

3、脱氧装置，用于去除氢气中的氧气；

4、干燥装置，与所述脱氧装置连接，用于对脱氧后的氢气进行干燥；

5、再生装置，与所述干燥装置连接，用于对所述干燥装置进行再生吹扫；

6、氢气过滤管路，与所述干燥装置连接，用于对干燥后的氢气进行过滤，得到纯化氢气；

7、氢气外送管路，与所述氢气过滤管路连接，用于将纯化氢气向外输送；

8、撬装平台，所述脱氧装置、所述干燥装置、所述再生装置、所述氢气过滤管路以及所述氢气外送管路均设置于所述撬装平台中。

9、在一种可能的实施方式中，所述脱氧装置包括依次连接的第一气水分离器、脱氧器、冷却器和第二气水分离器，所述第一气水分离器的进气口用于连接电解槽的出气口，所述第二气水分离器的出气口与所述干燥装置的进气口连通，所述脱氧器中设置有发热件。

10、在一种可能的实施方式中，所述脱氧装置还包括换热器，所述换热器具有相互隔开的第一换热流道和第二换热流道，所述第一换热流道的入口与所述第一气水分离器的出气口连通，所述第一换热流道的出口与所述脱氧器的进气口连通，所述第二换热流道的入口与所述脱氧器的出气口连通，所述第二换热流道的出口与所述冷却器的进气口连通。

11、在一种可能的实施方式中，所述干燥装置包括相互并联的多个干燥器，所述干燥器的两端分别连接有第一干燥管路和第二干燥管路，所述第一干燥管路与所述脱氧装置连接，且连接处设置有第一阀门，所述第二干燥管路分别与所述再生装置和所述氢气过滤管路连接。

12、在一种可能的实施方式中，所述干燥装置还包括第二冷却器和第三气水分离器，所述第二冷却器的进气口连接有再生气冷却管路，所述再生气冷却管路分别与多个所述第一干燥管路连接，且连接处设置有第二阀门，所述第二冷却器的出气口与所述第三气水分离器的进气口连接，所述第三气水分离器的出气口连接有再生气循环管路，所述再生气循环管路分别与多个所述第一干燥管路连接，且连接处设置有第三阀门。

13、在一种可能的实施方式中，所述氢气过滤管路包括并联设置的第一氢气过滤管路和第二氢气过滤管路，所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路上分别设置有第一氢气过滤器和第二氢气过滤器，所述第二干燥管路分别与所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路连接，且所述第二干燥管路与所述第一氢气过滤管路的连接处设置有第四阀门，所述第二干燥管路与所述第二氢气过滤管路的连接处设置有第五阀门。

14、在一种可能的实施方式中，所述氢气外送管路分别与所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路连接，且所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路上分别设置有第一调节阀和第二调节阀。

15、在一种可能的实施方式中，所述再生装置包括再生气加热器，所述再生气加热器的进气口与所述第一氢气过滤管路连接，所述再生气加热器的出气口分别与多个所述第二干燥管路连接，且连接处设置有第六阀门。

16、在一种可能的实施方式中，还包括控制器，所述氢气外送管路上设置有压力传感器、露点在线分析仪、微量氧在线分析仪以及第七阀门，所述控制器分别与所述压力传感器、所述露点在线分析仪、所述微量氧在线分析仪以及所述第七阀门电连接。

17、和/或，所述脱氧装置的进气口连接有氮气管路。

18、本申请实施例的第二方面提供一种氢气制备系统，包括第一方面提供的氢气纯化系统。

19、本申请实施例提供的氢气纯化系统及氢气制备系统，将脱氧装置、干燥装置、再生装置、氢气过滤管路以及氢气外送管路均集成于撬装平台中，通过模块化集成设计解决了传统氢气纯化系统分散部署导致的占地大、施工复杂及环境适应性差的问题。撬装平台将脱氧、干燥及再生等功能模块统一集成，减少了设备冗余与管道连接，显著降低安装成本与时间。撬装平台具有防腐、隔热、防爆功能，可确保系统在沙漠（强风沙）、海边（盐雾腐蚀）、高原（低温）等极端环境下的长期稳定运行。通过模块化集成还减少了设备维护复杂度，提升系统的整体可靠性与适应性，可满足多套大型电解槽并联运行、波动负荷频繁启停的运行要求。

1.一种氢气纯化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述脱氧装置包括依次连接的第一气水分离器、脱氧器、冷却器和第二气水分离器，所述第一气水分离器的进气口用于连接电解槽的出气口，所述第二气水分离器的出气口与所述干燥装置的进气口连通，所述脱氧器中设置有发热件。

3.根据权利要求2所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述脱氧装置还包括换热器，所述换热器具有相互隔开的第一换热流道和第二换热流道，所述第一换热流道的入口与所述第一气水分离器的出气口连通，所述第一换热流道的出口与所述脱氧器的进气口连通，所述第二换热流道的入口与所述脱氧器的出气口连通，所述第二换热流道的出口与所述冷却器的进气口连通。

4.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述干燥装置包括相互并联的多个干燥器，所述干燥器的两端分别连接有第一干燥管路和第二干燥管路，所述第一干燥管路与所述脱氧装置连接，且连接处设置有第一阀门，所述第二干燥管路分别与所述再生装置和所述氢气过滤管路连接。

5.根据权利要求4所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述干燥装置还包括第二冷却器和第三气水分离器，所述第二冷却器的进气口连接有再生气冷却管路，所述再生气冷却管路分别与多个所述第一干燥管路连接，且连接处设置有第二阀门，所述第二冷却器的出气口与所述第三气水分离器的进气口连接，所述第三气水分离器的出气口连接有再生气循环管路，所述再生气循环管路分别与多个所述第一干燥管路连接，且连接处设置有第三阀门。

6.根据权利要求4所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述氢气过滤管路包括并联设置的第一氢气过滤管路和第二氢气过滤管路，所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路上分别设置有第一氢气过滤器和第二氢气过滤器，所述第二干燥管路分别与所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路连接，且所述第二干燥管路与所述第一氢气过滤管路的连接处设置有第四阀门，所述第二干燥管路与所述第二氢气过滤管路的连接处设置有第五阀门。

7.根据权利要求6所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述氢气外送管路分别与所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路连接，且所述第一氢气过滤管路和所述第二氢气过滤管路上分别设置有第一调节阀和第二调节阀。

8.根据权利要求6所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述再生装置包括再生气加热器，所述再生气加热器的进气口与所述第一氢气过滤管路连接，所述再生气加热器的出气口分别与多个所述第二干燥管路连接，且连接处设置有第六阀门。

9.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，还包括控制器，所述氢气外送管路上设置有压力传感器、露点在线分析仪、微量氧在线分析仪以及第七阀门，所述控制器分别与所述压力传感器、所述露点在线分析仪、所述微量氧在线分析仪以及所述第七阀门电连接；

10.一种氢气制备系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的氢气纯化系统。