技术特征：
1.一种电解氢气提纯的方法，其特征在于，包括依次进行的干燥阶段、再生阶段和辅工作阶段；所述干燥阶段包括：使电解氢气进入工作干燥塔进行第一吸附处理，得到提纯氢气；所述再生阶段包括：将来自所述工作干燥塔的提纯氢气分为两部分：使第一部分提纯氢气作为产品氢气引出；使第二部分提纯氢气进入再生干燥塔对其吸附材料进行再生，得到再生氢气和再生吸附材料；使所述再生氢气排空，并对所述再生氢气进行第二检测；所述辅工作阶段包括：当所述再生氢气的第二检测结果达到第二预设标准后，停止排空再生氢气，使所述再生氢气进入辅工作干燥塔进行第二吸附处理，得到干燥再生氢气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生阶段的第二部分提纯氢气进入再生干燥塔的流动方向与所述干燥阶段的电解氢气进入工作干燥塔的流动方向相反，以实现第二部分提纯氢气对所述吸附材料进行反向吹扫处理。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述再生阶段的再生干燥塔在加热条件下进行再生处理；优选地，所述的加热条件包括：使所述第二部分提纯氢气先经由外部加热装置进行加热处理后，再进入所述再生干燥塔。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥阶段还包括：对所述提纯氢气进行第一检测；当所述提纯氢气的第一检测结果达到第一预设标准后，将所述提纯氢气作为产品氢气引出；所述辅工作阶段还包括：使所述干燥再生氢气与来自所述工作干燥塔的第一部分氢气混合得到混合氢气；对所述混合氢气进行第三检测；当所述混合氢气的第三检测结果达到第三预设标准后，将所述混合氢气作为产品氢气引出。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔；当其中一个干燥塔用作工作干燥塔，则另外两个分别用作再生干燥塔和辅工作干燥塔；所述方法包括：使第一干燥塔作为所述工作干燥塔，使所述第二干燥塔作为所述再生干燥塔，使所述第三干燥塔用作所述辅工作干燥塔；当满足第一预设切换条件时，切换所述第二干燥塔作为所述工作干燥塔，切换所述第三干燥塔作为所述再生干燥塔，切换所述第一干燥塔用作所述辅工作干燥塔；当满足第二预设切换条件时，切换所述第三干燥塔作为所述工作干燥塔，切换所述第一干燥塔作为所述再生干燥塔，切换所述第二干燥塔用作所述辅工作干燥塔；当满足第三预设切换条件时，切换所述第一干燥塔作为所述工作干燥塔，切换所述第二干燥塔作为所述再生干燥塔，切换所述第三干燥塔用作所述辅工作干燥塔；其中，所述第一预设切换条件、第二预设切换条件和第三预设切换条件各自独立地包括：用作所述再生干燥塔的干燥塔的氢气出口温度大于该再生干燥塔塔内压力下水的沸点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在满足所述第一预设切换条件、第二预设
切换条件或第三预设切换条件后，先降低用作所述再生干燥塔的干燥塔的温度再进行切换操作。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：先将电解氢气经过预加热器进行加热后进入脱氧装置进行脱氧处理，得到脱氧电解氢气，然后将所述脱氧电解氢气冷却后进入所述工作干燥塔；优选地，所述预加热器为换热装置，所述方法还包括：先使电解氢气经过换热装置与换热介质进行换热后进入所述脱氧装置；以及使所述脱氧装置得到的脱氧电解氢气作为所述换热介质返回所述换热装置，与所述电解氢气进行换热处理，实现电解氢气被加热。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述产品氢气中的中氢气体积含量大于99.9999％、水分体积含量小于0.5ppm、甲烷体积含量为小于0.2ppm、氮气体积含量为小于0.2ppm。9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工作干燥塔配置有用于对进入工作干燥塔之前的气体进行冷却分离的工作冷却分离单元；所述再生干燥塔配置有用于对再生氢气进行冷却分离的再生冷却分离单元；所述辅工作干燥塔配置有用于对进入辅工作干燥塔的气体进行冷却分离的辅工作冷却分离单元；该方法还包括：使电解氢气经过预加热器加热后进入脱氧装置进行脱氧处理，得到脱氧电解氢气，使所述脱氧电解氢气进入第一冷却分离单元进行冷却分离处理，得到第一气相和第一液相；使所述第一气相进入所述工作冷却分离单元进行冷却分离处理，得到工作冷却气相和工作冷却液相；使所述工作冷却气相进入所述工作干燥塔进行处理得到所述提纯氢气；使来自所述再生干燥塔的再生氢气进入再生冷却分离单元进行冷却分离处理，得到再生氢气分离气相和再生氢气分离液相；对所述再生氢气分离气相进行排空和第二检测；当所述再生氢气分离气相的第二检测结果达到第二预设标准后，停止排空所述再生氢气分离气相，使所述再生氢气分离气相进入辅工作冷却分离单元进行分离冷却处理，得到辅干燥再生气相和辅干燥再生液相；使所述辅干燥再生气相进入所述辅工作干燥塔进行处理，得到所述干燥再生氢气。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：对第一冷却分离单元、工作冷却分离单元、再生冷却分离单元、辅工作冷却分离单元产生的液相进行排放，按照第一液相、第二液相、第三液相和第四液相的顺序进行循环排放，所述第二液相、第三液相和第四液相选自所述工作冷却液相、再生氢气分离液相、辅干燥再生液相中的一个，且互不相同；对第一液相维持排放处理一段时间，停止第一液相排放；运行第一间隔后，对第二液相维持排放处理一段时间，停止第二液相排放；运行第二间隔后，对第三液相维持排放处理一段时间，停止第三液相排放；运行第三间隔后，对第四液相维持排放处理一段时间，停止第四液相排放；优选地，第一液相的排放时间为m；所述第二液相、第三液相和第四液中的任意一者为再生氢气分离液相，另外两者为工作冷却液相或辅干燥再生液相，其中所述再生氢气分离
液相的排放时间为m，所述工作冷却液相或辅干燥再生液相排放时间为m/3；进一步优选地，所述m为20～40min；优选地，所述第一间隔、第二间隔、第三间隔和第四间隔各自独立地为5～15s。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括；使排放的第一液相、第二液相、第三液相和第四液相进入集水器进行收集；对所述集水器中的液位进行检测，当液位达到液位上限时，停止所述第一液相、第二液相、第三液相和第四液相的排放；并对集水器中的液相进行排放；优选地，所述液位上限为60～80体积％；以及当排放至集水器中液相液位达到液位下限时，停止集水器中液相排放；优选地，所述液位下限为5～20体积％。12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一检测包括微氧和露点检测；所述第二检测包括氮气和甲烷含量检测；所述第三检测包括微氧和露点检测；所述第一预设标准包括氧气体积含量小于1ppm，提纯氢气露点小于-80℃；所述第二预设标准包括氮气体积含量小于0.2ppm，甲烷体积含量小于0.2ppm；所述第三预设标准包括氧气体积含量小于1ppm，混合氢气露点小于-80℃；可选地，所述第一检测、第二检测和第三检测的装置包括在线色谱仪。13.一种电解氢气提纯的系统，其特征在于，该系统包括工作干燥塔、再生干燥塔、辅工作干燥塔、检测装置和氢气储存装置；并且所述系统被配置为具有依次运行的干燥工况、再生工况和辅工作工况；所述干燥工况被配置为：使电解氢气进入工作干燥塔进行吸附处理，得到提纯氢气；所述再生工况被配置为：使来自所述工作干燥塔的提纯氢气分为两部分：使第一部分提纯氢气作为产品氢气引出；使第二部分提纯氢气进入再生干燥塔对其吸附材料进行再生，得到再生氢气和再生吸附材料；使所述再生氢气排空；并经由所述检测装置对所述再生氢气进行第二检测；所述辅工作工况被配置为：当所述再生氢气的第二检测结果达到第二预设标准后，停止排空再生氢气，使所述再生氢气进入辅工作干燥塔进行第二吸附处理，得到干燥再生氢气；所述氢气储存装置用于存储产品氢气。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，该系统包括第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔；所述系统将所述第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔均配置为依次在干燥工况、再生工况和辅工作工况中作为工作干燥塔、再生干燥塔和辅工作干燥塔进行循环使用。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，该系统还包括第一连接单元，用于将所述再生氢气进行排空和第二检测；所述第一连接单元包括第一支线管路、第二支线管路、第三支线管路、第四支线管路和第五支线管路；其中所述第一支线管路的一侧开口与所述第一干燥塔连通，所述第二支线管路一侧开口与所述第二干燥塔连通，所述第三支线一侧开口管路与所述第三干燥塔连通；所述第四支线管路与大气连通，所述第五支线管路与检测装置连通；所述第一支线管路的另一侧开口、第二支线管路的另一侧开口和第三支线管路的另一
侧开口分别与所述第四支线管路连通；并且所述第一支线管路的另一侧开口、第二支线管路的另一侧开口和第三支线管路的另一侧开口还分别与所述第五支线管路连通；可选地，所述第一支线管路、第二支线管路、第三支线管路、第四支线管路和第五支线管路上均设置控制阀，优选第一支线管路、第二支线管路、第三支线管路上的控制阀为气动球阀，第四支线管路上的控制阀为截止阀，第五支线管路上的控制阀为电磁阀。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，该系统还包括第二连接单元，用于将来自所述工作干燥塔的第一部分提纯氢气和来自所述辅工作干燥塔的干燥再生氢气作为产品氢气引出；所述第二连接单元包括第一总线管路和第六支线管路；所述第一总线管路与所述第一干燥塔的气体出口、第二干燥塔的气体出口、第三干燥塔的气体出口和储氢装置的入口分别连通，所述第六支线管路的一侧开口连通至所述第一总线管路上，所述第六支线管路的另一侧开口与大气连通，用以使不进入储氢装置的氢气排放至大气；优选地，所述第一总线管路还包括氢气排放阀，并且所述第一总线管路与检测装置连通，所述氢气排放阀与所述检测装置信号连通，用于根据所述检测装置的氢气检测信号控制所述第一总线管路连通至储氢装置或者排空；可选地，所述第一总线管路与检测装置之间的连通线路上设有控制阀。17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，该系统还包括第三连接单元，用于从干燥工况的工作干燥塔分流出一部分再生氢气进入再生工况的再生干燥塔；所述第三连接单元包括第一再生支线管路、第二再生支线管路、第三再生支线管路和第二总管线；所述第一再生支线管路的一侧开口与第一干燥塔连通，第二再生支线管路的一侧开口与第二干燥塔连通，第三再生支线管路的一侧与第三干燥塔连通；所述第一再生支线管路、第二再生支线管路、第三再生支线管路的另一侧开口分别与所述第二总管线连通；并且所述第二总管线与所述第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的出气口连通，用以实现将来自工作干燥塔的第二部分提纯氢气引入再生干燥塔内对吸附材料进行反向吹扫处理；优选地，所述第一再生支线管路、第二再生支线管路、第三再生支线管路上分别设置有气体流量分配阀，用于分出第二部分提纯氢气进入所述再生干燥塔。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括外部加热装置，所述外部加热装置被配置为对来自所述工作干燥塔的第二部分提纯氢气在进入再生干燥塔之前进行加热；所述外部加热装置的加热入口与所述第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的干燥后气体出口分别连通；优选地，所述外部加热装置设置在所述第二总管线上。19.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，该系统还包括脱氧装置，所述脱氧装置被配置为对电解氢气进行脱氧处理，得到脱氧电解氢气；所述脱氧装置的脱氧电解氢气出口与所述工作干燥塔的干燥进口连通；优选地，所述系统还包括换热装置和第一冷却分离单元；所述换热装置被配置对电解氢气在进入所述脱氧装置之前进行加热，优选地，所述换热装置被配置为以所述脱氧装置的脱氧电解氢气作为换热介质与所述电解氢气进行换热处理；所述第一冷却分离单元被配置为对来自所述换热装置的脱氧电解氢气进行第一冷却
处理和第一分离处理，得到第一气相和第一液相；所述第一冷却分离单元的第一气相出口与所述工作干燥塔的干燥进口连通。20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，该系统还包括工作冷却分离单元、再生冷却分离单元和辅工作冷却分离单元；所述工作冷却分离单元用于对进入工作干燥塔之前的气体进行冷却分离；所述再生冷却分离单元用于对再生干燥塔得到的再生氢气进行冷却分离；所述辅工作冷却分离单元用于对进入辅工作干燥塔之前的气体进行冷却分离。21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，该系统还包括排水单元；所述排水单元包括集水器、水封罐、液位检测装置、第四总管路、第一排水支路、第二排水支路、第三排水支路和第四排水支路；所述第一排水支路的一侧开口、第二排水支路的一侧开口、第三排水支路的一侧开口和第四排水支路的一侧开口分别连通至所述第四总管路；所述第一排水支路的另一侧开口与第一冷却分离单元的液相出口连通；所述第二排水支路的另一侧开口与第二冷却分离单元的液相出口连通；所述第三排水支路的另一侧开口与第三冷却分离单元的液相出口连通；所述第四排水支路的另一侧开口与第四冷却分离单元的液相出口连通；所述第二冷却分离单元与第一干燥塔对应设置，所述第三冷却分离单元与第二干燥塔对应设置，所述第四冷却分离单元与第三干燥塔对应设置；所述第四总管路与所述集水器的液相进口连通，所述集水器的液相出口与所述水封罐连通；所述液位检测装置被配置为对所述集水器中的液位进行检测；优选地，所述第一排水支路、第二排水支路、第三排水支路和第四排水支路上分别设置有气动球阀；所述集水器与所述水封罐之间的连通管线上设置有手动截止阀和气动球阀。
技术总结
本公开涉及一种电解氢气提纯的方法及系统。该方法包括依次进行的干燥阶段、再生阶段和辅工作阶段；干燥阶段包括：使电解氢气进入工作干燥塔进行第一吸附处理，得到提纯氢气；再生阶段包括：将来自工作干燥塔的提纯氢气分为两部分：使第一部分提纯氢气作为产品氢气引出；使第二部分提纯氢气进入再生干燥塔对其吸附材料进行再生，得到再生氢气和再生吸附材料；使再生氢气排空，并对再生氢气进行第二检测；辅工作阶段包括：当再生氢气的第二检测结果达到第二预设标准后，停止排空再生氢气，使再生氢气进入辅工作干燥塔进行第二吸附处理，得到干燥再生氢气。保证高纯度再生氢气作为产品氢气引出，减少氢气损失。减少氢气损失。减少氢气损失。
技术研发人员：王永谋 衣美卿 姜超
受保护的技术使用者：无锡隆基氢能科技有限公司
技术研发日：2022.10.18
技术公布日：2023/1/31