一种含氢尾气脱氧装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种含氢尾气脱氧装置，包括依次通过输气管道连接的脱氧器、废热锅炉、水冷却器和在线氧含量检测装置，所述脱氧器的含氢尾气进口端依次设有温度调节阀、流量检测装置I、温度检测装置V，脱氧器的含氢尾气出口端与废热锅炉的含氢尾气进口端之间设有温度检测装置I，废热锅炉上设有温度检测装置II、液位检测器、压力检测装置，废热锅炉的含氢尾气出口端与水冷却器的含氢尾气进口端设有温度检测装置III，水冷却器的含氢尾气出口端依次设有流量检测装置II、温度检测装置IV、在线氧含量检测装置，废热锅炉的一端连接有脱盐水管，脱盐水管上设有液位调节阀。本结构简单实用，深度脱除尾气中氧气，且能有效利用产生的热能。
【专利说明】一种含氢尾气脱氧装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于化工生产设备领域，具体是指一种含氢尾气脱氧装置。
【背景技术】
[0002]氢是一种主要的工业原料，也是最重要的一种工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着相当广泛的应用。同时，氢也是一种理想的二次能源，二次能源是指必须通过一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源。在石化工业中，通过加氢去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。由于氢的高燃料性，航天工业领域广泛使用液氢作为燃料。基于此，研究生产纯氢和高纯氢气的工艺设备，成为相关领域公司今后的主要发展趋势。
[0003]本脱氧装置的含氢尾气为氯酸钠尾气，对其净化的重要工艺之一在于对氧的脱除，氯酸钠尾气中氧的含量在除氢外气体中占有较大的比例，而现有脱氧装置结构复杂，且经过脱氧工序后，氧的含量仍占相当大的比例，无法直接进入下一道工艺流程，需要经过再次脱氧，同时脱氧过程中产生大量热量未能及时回收利用，导致热能资源浪费，不能带来很大的经济效益和社会效益。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于:提供一种含氢尾气脱氧装置，能深度脱除含氢尾气中的氧，使得氢气的纯度达到化工行业的要求，同时脱氧反应产生的大量热量，经过处理得到有效的回收利用。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现:一种含氢尾气脱氧装置，包括依次通过输气管道连接的脱氧器、废热锅炉、水冷却器和在线氧含量检测装置，所述脱氧器的含氢尾气进口端依次设有温度调节阀、流量检测装置1、温度检测装置V，脱氧器的含氢尾气出口端与废热锅炉的含氢尾气进口端之间设有温度检测装置I，废热锅炉上设有温度检测装置I1、液位检测器、压力检测装置，废热锅炉的含氢尾气出口端与水冷却器的含氢尾气进口端设有温度检测装置III，水冷却器的含氢尾气出口端依次设有流量检测装置I1、温度检测装置IV、在线氧含量检测装置，废热锅炉的一端连接有脱盐水管，脱盐水管上设有液位调节阀。
[0006]本实用新型通过控制出脱氧器的含氢尾气温度不超过380°C，实现较高的脱氧效率，温度控制过程主要通过控制氧气含量占含氢尾气进入脱氧器的量与进入脱氧器中循环氢气混合后气体总量的比例不超过2.5%实现，以保证出脱氧器的含氢尾气温度不超过380°C，其中控制氧气含量不超过2.5%的过程主要通过在脱氧器的含氢尾气进口端设置温度调节阀，以及在出脱氧器的含氢尾气出口端设置温度检测装置I，当温度检测装置I检测出含氢尾气的温度超过380°C时，温度检测装置I将检测出的数据上传至计算机，计算机通过处理发出信号，进而通过温度调节阀调节进入脱氧器含氢尾气的温度，设置在脱氧器的含氢尾气进口端与温度调节阀之间的流量检测装置I和温度检测装置V，流量检测装置I对温度调节阀调节后的含氢尾气的流量进行检测，并将流量检测数据上传给计算机进行监测，温度检测装置V对温度调节阀调节后的含氢尾气的温度进行检测，并上传至计算机进行数据监控，实现控制进入脱氧器中含氢尾气和循环氢气的总量中氧气的比例不超过2.5%，进而实现对出脱氧器的含氢尾气的温度不超过380°C的稳定控制。
[0007]出脱氧器的380°C的含氢尾气进入废热锅炉，可利用废热锅炉回收蒸汽热量供厂区使用，减少热能的浪费；废热锅炉的液位经液位检测器检测，为了将废液锅炉液位维持在60%-65%，可通过设置在废液锅炉上的液位检测器以及脱盐水管上的液位调节阀实现，当废液锅炉的液位不在60%-65%范围内时，可通过液位检测装置检测出来，检测出的废液锅炉的液位数据，将上传到计算机，计算机经过处理后，可通过调节液位调节阀控制脱盐水管的脱盐水加入量，以维持废液锅炉的液位；且维持出废热锅炉的含氢尾气温度为220°C，含氢尾气通过输气管进入水冷却器，使其在水冷却器中与循环水充分换热，使其温度降至40°C后输送至下游合成甲醇，与水冷却器换热后，含氢尾气通过流量检测装置II检测流出含氢尾气的流量，温度检测装置IV检测其温度，并控制温度不超过40°C，在线氧含量检测装置检测含氢尾气中氧含量是否达标，本实用新型中温度调节阀、液位调节阀、温度检测装置1、温度检测装置I1、温度检测装置II1、温度检测装置IV、计算机和液位检测器等装置及其控制温度、流量等过程和原理为所属领域的公知现有技术，这里不再赘述。
[0008]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述水冷却器上设有循环水进口端和循环水出口端，其中，循环水出口端位于循环水进口端上端，通过水冷却器的设置，实现对出废热锅炉的含氢尾气进行换热，降低含氢尾气的温度，便于满足下一步工艺的需要，同时，换热后的循环水通过循环水出口端被输送至其他工艺流程中，实现将热能的充分回收利用，通过循环水出口端设于循环水进口端的上端，能增加循环水与含氢尾气的接触面积，提高换热效率。
[0009]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述脱氧器包括罐体和设置于其内内部的脱氧催化剂层，脱氧催化剂层为脱氧剂与惰性氧化铝瓷球的混合物，其中，脱氧催化剂为钯催化剂，反应方程式:2H2+02=2H20。
[0010]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述脱氧器的罐体顶部设有气体进口和底部设有气体出口，脱氧器的气体进口与脱氧催化剂层之间设有气流挡板，气流挡板上均匀设有孔径为Φ 1mm的气流孔，通过气流挡板的设置，确保进入脱氧器的含氢尾气气流不偏流，使其在脱氧器中分布均匀，充分进行脱氧，降低含氢尾气中氧气的含量。
[0011]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述脱氧催化剂层下端设有惰性氧化铝瓷球层，通过在脱氧催化剂下部装填惰性氧化铝瓷球，且惰性氧化铝瓷球均匀放置，其空隙能起到有效分布含氢尾气气流的作用，同时位于脱氧催化剂层下端的惰性氧化铝瓷球层能起到支撑上部结构的作用，促使含氢尾气气流均匀通过脱氧催化剂床层。
[0012]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述惰性氧化铝瓷球层下端安装有不锈钢丝网，通过不锈钢丝网的设置，对安装在其上端的惰性氧化铝瓷球层和脱氧催化剂层具有支撑作用。
[0013]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述温度检测装置1、温度检测装置I1、温度检测装置II1、温度检测装置IV均为温度传感器。
[0014]进一步地，为更好的实现本实用新型，流量检测装置1、流量检测装置II均为电磁流量计，流量检测装置I和流量检测装置II获得的流量数据可上传到计算机进行流量监控，且计算机及其计算机监控和控制流量的原理过程为所属领域的公知常识，不再赘述。
[0015]进一步地，为更好的实现本实用新型，所述在线氧含量检测装置为在线微量氧气分析仪，在线氧含量检测装置对经过脱氧处理的含氢尾气中的氧含量进行检测，氧含量占含氢尾气的比例不超过lOOppm。
[0016]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0017](I)本实用新型通过控制含氢尾气的加入量进而控制含氢尾气与循环氢气中混合气中氧气含量不超过2.5%，从而控制出脱氧器的含氢尾气温度不超过380°C，实现对碳钢设备脱氧器等起到保护作用；
[0018](2)本实用新型中通过设置废热锅炉充分回收脱氧反应过程中产生的热量，废热锅炉产生的蒸汽用于厂区使用，具有较高的经济效益；
[0019](3)本实用新型通过在脱氧器内均设置脱氧催化剂层，充分脱除含氢尾气中的氧气，使其达到化工行业中氢气纯度的标准；
[0020](4)本实用新型结构简单实用，且成本较低，使用周期长。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型中脱氧器的结构示意图；
[0023]其中:1 一脱氧器、2—废热锅炉、3—水冷却器、4一温度调节阀、5—液位调节阀、6—温度检测装置1、7—温度检测装置11、8—温度检测装置111、9一温度检测装置IV、10—液位检测器、11一温度检测装置V、12—流量检测装置1、13—压力检测装置、14一流量检测装置I1、15—在线氧含量检测装置、16—气体进口、17—气流挡板、18—脱氧催化剂层、19一惰性氧化铝瓷球层、20—不锈钢丝网、21—气体出口。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025]实施例1:
[0026]如图1、图2所示，一种含氢尾气脱氧装置，包括依次通过输气管道连接的脱氧器1、废热锅炉2、水冷却器3和在线氧含量检测装置15，所述脱氧器I的含氢尾气进口端依次设有温度调节阀4、流量检测装置112、温度检测装置VII，脱氧器I的含氢尾气出口端与废热锅炉2的含氢尾气进口端之间设有温度检测装置16，废热锅炉2上设有温度检测装置117、液位检测器10、压力检测装置13，废热锅炉2的含氢尾气出口端与水冷却器3的含氢尾气进口端设有温度检测装置1118，水冷却器3的含氢尾气出口端依次设有流量检测装置1114、温度检测装置IV9、在线氧含量检测装置15，废热锅炉2的一端连接有脱盐水管，脱盐水管上设有液位调节阀5。
[0027]本实用新型通过控制出脱氧器I的含氢尾气温度不超过380°C，实现较高的脱氧效率，温度控制过程主要通过控制氧气含量占含氢尾气进入脱氧器I的量与进入脱氧器中循环氢气混合后气体总量的比例不超过2.5%实现，以保证出脱氧器的含氢尾气温度不超过380°C，其中控制氧气含量不超过2.5%的过程主要通过在进脱氧器的含氢尾气进口端设置温度调节阀4，以及在出脱氧器I的含氢尾气出口端设置温度检测装置16，当温度检测装置16检测出含氢尾气的温度超过380°C时，温度检测装置16将检测出的数据上传至计算机，计算机通过处理发出信号，进而通过温度调节阀4调节进入脱氧器I含氢尾气的温度，设置在脱氧器I的含氢尾气进口端与温度调节阀4之间的流量检测装置112和温度检测装置VII，流量检测装置112对温度调节阀4调节后的含氢尾气的流量进行检测，并将流量检测数据上传给计算机进行监测，温度检测装置Vll对温度调节阀4调节后的含氢尾气的温度进行检测，并上传至计算机进行数据监控，实现控制进入脱氧器I中含氢尾气和循环氢气的总量中氧气的比例不超过2.5%，进而实现对出脱氧器I的含氢尾气的温度不超过380°C的稳定控制。
[0028]出脱氧器的380°C的含氢尾气进入废热锅炉2，可利用废热锅炉2回收蒸汽热量供厂区使用，减少热能的浪费；废热锅炉2的液位经液位检测器10检测，为了将废液锅炉2液位维持在60%-65%，可通过设置在废液锅炉上的液位检测器10以及脱盐水管上的液位调节阀5实现，当废液锅炉的液位不在60%-65%范围内时，可通过液位检测装置10检测出来，检测出的废液锅炉2的液位数据，将上传到计算机，计算机经过处理后，可通过调节液位调节阀5控制脱盐水管的脱盐水加入量，以维持废液锅炉2的液位；且维持出废热锅炉2的含氢尾气温度为220°C,含氢尾气通过输气管进入水冷却器3,使其在水冷却器3中与循环水充分换热，使其温度降至40°C后输送至下游合成甲醇，与水冷却器3换热后，含氢尾气通过流量检测装置1114检测流出含氢尾气的流量，温度检测装置IV9检测其温度，并控制温度不超过40°C，在线氧含量检测装置15检测含氢尾气中氧含量是否达标，本实用新型中温度调节阀4、液位调节阀5、温度检测装置16、温度检测装置117、温度检测装置1118、温度检测装置IV9、计算机和液位检测器10等装置及其控制温度、流量等过程为所属领域的公知现有技术，这里不再赘述。
[0029]实施例2:
[0030]本实施例在实施例1的基础上进一步限定，所述水冷却器3上设有循环水进口端和循环水出口端，循环水出口端位于循环水进口端的上端。通过水冷却器3设置，实现对出废热锅炉2的含氢尾气进行换热，降低含氢尾气温度，便于满足下一步工艺的需要，同时，换热后的循环水通过循环水出口端被输送至其他工艺流程中，实现将热能充分回收利用，通过将循环水出口端设于循环水进口端的上端，增加循环水与含氢尾气的接触面积，提高换热效率。本实施例的其他结构与实施例1相同，不再赘述。
[0031]实施例3:
[0032]本实施例在上述实施例的基础上进一步限定，如图2所示，所述脱氧器I包括罐体和设置于其内部的脱氧催化剂层18，脱氧催化剂层18为脱氧剂与惰性氧化铝瓷球的混合物，其中，脱氧剂为钯催化剂，反应方程式:2H2+02=2H20。本实施例的其他结构与上述实施例相同，不再赘述。
[0033]实施例4:
[0034]本实施例在上述实施例的基础上进一步限定，如图2所示，所述脱氧器I的罐体顶部设有气体进口 16和底部设有气体出口 21，脱氧器I的气体进口 16与脱氧催化剂层18之间设有气流挡板17，气流挡板17上均匀设有孔径为Φ 1mm的气流孔，通过气流挡板17的设置，确保进入脱氧器I的含氢尾气气流不偏流，使其在脱氧器I中分布均匀，充分进行脱氧，降低含氢尾气中氧气的含量。本实施例的其他结构与上述实施例相同，不再赘述。
[0035]实施例5:
[0036]本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定，所述脱氧催化剂层18下端设有惰性氧化铝瓷球层19，惰性氧化铝瓷球层19下端安装有不锈钢丝网20。
[0037]通过在脱氧催化剂层18下部装填惰性氧化铝瓷球，且惰性氧化铝瓷球均匀放置，其空隙能起到有效分布含氢尾气气流的作用，同时位于脱氧催化剂层18下端的惰性氧化铝瓷球层能起到支撑的作用，促使含氢尾气气流均匀通过脱氧催化剂床层，且所述惰性氧化铝瓷球层19下端安装有不锈钢丝网20，通过不锈钢丝网20的设置，对安装在其上端的惰性氧化铝瓷球层18和脱氧催化剂层18具有支撑作用。本实施例的其他结构与上述实施例相同，不再赘述。
[0038]实施例6:
[0039]本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定，所述温度检测装置16、温度检测装置117、温度检测装置1118、温度检测装置IV9、温度检测装置Vll均为温度传感器，所述流量检测装置112、流量检测装置1114均为电磁流量计，本实施例的其他结构与上述实施例相同，不再赘述。
[0040]实施例7:
[0041]本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定，所述在线氧含量检测装置15为在线微量氧气分析仪，在线氧含量检测装置15对经过脱氧处理的含氢尾气中的氧气含量进行检测，氧气含量占含氢尾气的比例不超过lOOppm。本实施例的其他结构与上述实施例相同，不再赘述。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，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，均落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:包括依次通过输气管道连接的脱氧器(1)、废热锅炉(2)、水冷却器(3)和在线氧含量检测装置(15)，所述脱氧器(1)的含氢尾气进口端依次设有温度调节阀(4)、流量检测装置I (12)、温度检测装置V (11)，脱氧器(1)的含氢尾气出口端与废热锅炉(2)的含氢尾气进口端之间设有温度检测装置I (6)，废热锅炉(2)上设有温度检测装置II (7)、液位检测器(10)、压力检测装置(13)，废热锅炉(2)的含氢尾气出口端与水冷却器(3)的含氢尾气进口端设有温度检测装置III (8)，水冷却器(3)的含氢尾气出口端依次设有流量检测装置II (14)、温度检测装置IV (9)、在线氧含量检测装置(15)，废热锅炉(2)的一端连接有脱盐水管，脱盐水管上设有液位调节阀(5)。
2.根据权利要求1所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述水冷却器(3)上设有循环水进口端和循环水出口端，循环水出口端位于循环水进口端的上端。
3.根据权利要求1所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述脱氧器(1)包括罐体和设置于其内部的脱氧催化剂层(18)。
4.根据权利要求3所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述脱氧器(1)的罐体顶部设有气体进口(16)，罐体底部设有气体出口(21)，脱氧器(1)的气体进口(16)与脱氧催化剂层(18)之间设有气流挡板(17)，气流挡板(17)上均匀设有孔径为Φ 10mm的气流孔。
5.根据权利要求4所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述脱氧催化剂层(18)下端设有惰性氧化铝瓷球层(19)，惰性氧化铝瓷球层(19)下端安装有不锈钢丝网(20)。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述温度检测装置I (6)、温度检测装置II (7)、温度检测装置III (8)、温度检测装置IV (9)、温度检测装置V (11)均为温度传感器。
7.根据权利要求6所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述流量检测装置I(12)、流量检测装置II (14)均为电磁流量计。
8.根据权利要求7所述的一种含氢尾气脱氧装置，其特征在于:所述在线氧含量检测装置(15)为在线微量氧气分析仪。
【文档编号】C01B3/58GK204034563SQ201420537312
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】郑子钦, 彭涛, 杨明强, 王晓东 申请人:四川岷江雪盐化有限公司