一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统及方法与流程

本发明涉及一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统及方法。

背景技术：

1、当前铝溶胶装置多为稀释后的盐酸与铝片（或铝块）发生化学反应而制成，由于反应的不稳定性和杂质的影响，以及反应放热不易控制等因素，当前反应副产的氢气，随着水蒸气，氯化氢等一起简单处理后，直接排放至大气。因其处理流量简单，杂质，如氯化氢等吸收不彻底，造成环境的污染，同时氢气的直接排放又造成了能源的浪费，介于当前装置，或类似产氢工艺的发展，以及环保要求，一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统得以研究和发展。。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有的铝溶胶装置反应产生的尾气不能很好的回收造成环境污染同时造成资源浪费的问题。

2、为解决本发明所提出的技术问题采用的技术方案为：本发明的安全吸收和提纯利用的氢气回收系统包括有铝溶胶反应单元以及用于将反应前的反应单元内的氧气清除的氮气置换单元，所述的氢气回收系统还包括有缓冲单元、尾气杂质吸收单元、氮气增压系统以及气体分离单元，所述的缓冲单元包括有与反应单元的出气口连接的缓冲罐，所述的尾气杂质吸收单元包括有与缓冲罐连接的一级吸收塔以及与一级吸收塔连接的二级吸收塔，所述的一级吸收塔内顶部设有第一喷头，第一喷头与第一脱盐水管连接，所述的二级吸收塔的底部设有排液口，所述的二级吸收塔内顶部设有第二喷头，二级吸收塔的顶部设有与二级吸收塔连接的含氧分析仪，所述的氮气增压系统与二级吸收塔连接，所述的二级吸收塔的顶部分别与缓冲单元和气体分离单元连接。

3、应用上述任一所述的安全吸收和提纯利用的氢气回收系统的安全吸收和提纯利用的氢气回收方法，所述的安全吸收和提纯利用的氢气回收方法包括有如下步骤：

4、步骤a：铝溶胶反应单元反应前，先通过氮气置换单元在系统内通入氮气，将系统内的氧气排出；

5、步骤b：铝溶胶反应单元反应产生的混合气体氯化氢、氢气和水蒸气通入缓冲罐内缓冲储存；

6、步骤c：缓冲罐内的混合气体气体再进入到一级吸收塔内，第一喷头喷出脱盐水，将混合气体进行降温并将混合气体中的氯化氢和水蒸气进行初步吸收；

7、步骤d：经一级吸收塔流出的混合气体和酸液流入到二级吸收塔内，第二喷头喷出脱盐水，将混合气体进一步降温并将混合气体中的氯化氢和水蒸气进一步吸收，吸收冷凝形成的酸液经排液口排出，二级吸收塔顶部的含氧分析仪对混合气体进行含氧量监测，监测含氧量若不合格，则氮气增压系统向二级吸收塔内通入氮气，同时将二级吸收塔内的混合气体回流到缓冲罐内直到监测含氧量合格停止回流；监测含氧量合格，则将混合气体通入到气体分离单元进行分离。

8、对本发明作进一步限定的技术方案包括：

9、所述的第二喷头与第二脱盐水管连接。

10、所述的二级吸收塔的底部设有ph分析仪，所述的排液口与二级吸收塔之间设有塔底循环泵，所述的塔底循环泵与循环冷凝器连接，所述的循环冷凝器一端与第二喷头连接，另一端与第二脱盐水管连接。

11、所述的缓冲单元还包括有设于缓冲罐内的第一压力表检测仪和安全阀装置。

12、所述的氮气增压系统包括有第二压力表检测仪、自动补氮阀组。

13、所述的氮气增压系统还包括有氢气增压压缩机。

14、步骤d中，二级吸收塔的底部设有ph分析仪对酸液的ph值进行监测，所述的排液口与二级吸收塔之间设有塔底循环泵，所述的塔底循环泵与循环冷凝器连接，所述的循环冷凝器一端与第二喷头连接，另一端与第二脱盐水管连接，关闭排液口，塔底循环泵将酸液送入到循环冷凝器，同时第二脱盐水管向循环冷凝器内通入脱盐水，稀释后的酸液进入到循环冷凝器冷却后经第二喷头喷出将二级吸收塔内的氯化氢和水蒸气进行彻底的吸收，然后打开排液口进行排液。

15、步骤d中，所述的氮气增压系统还包括有氢气增压压缩机，当系统内的压力低于一定的值时，氢气增压压缩机开启使系统内的压力增高。

16、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明的安全吸收和提纯利用的氢气回收系统在回收时，铝溶胶反应单元产生的混合气体通过缓冲单元缓冲储存，缓冲罐内的混合气体气体再进入到一级吸收塔内进行初步吸收，经一级吸收塔流出的混合气体和酸液流入到二级吸收塔内，进一步吸收，吸收冷凝形成的酸液经排液口排出，二级吸收塔顶部的含氧分析仪对混合气体进行含氧量监测，监测含氧量若不合格，则氮气增压系统向二级吸收塔内通入氮气，同时将二级吸收塔内的混合气体回流到缓冲罐内直到监测含氧量合格停止回流；监测含氧量合格，则将混合气体通入到气体分离单元进行分离，从而分离出氢气，实现氢气安全的回收利用，同时将氯化氢进行吸收回收防止污染环境。

技术特征：

1.一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，包括有铝溶胶反应单元以及用于将反应前的反应单元内的氧气清除的氮气置换单元，其特征在于：所述的氢气回收系统还包括有缓冲单元、尾气杂质吸收单元、氮气增压系统以及气体分离单元，所述的缓冲单元包括有与反应单元的出气口连接的缓冲罐，所述的尾气杂质吸收单元包括有与缓冲罐连接的一级吸收塔以及与一级吸收塔连接的二级吸收塔，所述的一级吸收塔内顶部设有第一喷头，第一喷头与第一脱盐水管连接，所述的二级吸收塔的底部设有排液口，所述的二级吸收塔内顶部设有第二喷头，二级吸收塔的顶部设有与二级吸收塔连接的含氧分析仪，所述的氮气增压系统与二级吸收塔连接，所述的二级吸收塔的顶部分别与缓冲单元和气体分离单元连接。

2.如权利要求1所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的第二喷头与第二脱盐水管连接。

3.如权利要求2所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的二级吸收塔的底部设有ph分析仪，所述的排液口与二级吸收塔之间设有塔底循环泵，所述的塔底循环泵与循环冷凝器连接，所述的循环冷凝器一端与第二喷头连接，另一端与第二脱盐水管连接。

4.如权利要求1所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的缓冲单元还包括有设于缓冲罐内的第一压力表检测仪和安全阀装置。

5.如权利要求1所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的氮气增压系统包括有第二压力表检测仪、自动补氮阀组。

6.如权利要求5所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的氮气增压系统还包括有氢气增压压缩机。

7.如权利要求1所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统，其特征在于：所述的气体分离单元包括有干燥单元，与干燥单元连接的反渗透膜分离单元。

8.应用1-7任一所述的安全吸收和提纯利用的氢气回收系统的安全吸收和提纯利用的氢气回收方法，其特征在于：所述的安全吸收和提纯利用的氢气回收方法包括有如下步骤：

9.如权利要求8所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收方法，其特征在于：步骤d中，二级吸收塔的底部设有ph分析仪对酸液的ph值进行监测，所述的排液口与二级吸收塔之间设有塔底循环泵，所述的塔底循环泵与循环冷凝器连接，所述的循环冷凝器一端与第二喷头连接，另一端与第二脱盐水管连接，关闭排液口，塔底循环泵将酸液送入到循环冷凝器，同时第二脱盐水管向循环冷凝器内通入脱盐水，稀释后的酸液进入到循环冷凝器冷却后经第二喷头喷出将二级吸收塔内的氯化氢和水蒸气进行彻底的吸收，然后打开排液口进行排液。

10.如权利要求8所述的一种安全吸收和提纯利用的氢气回收方法，其特征在于：步骤d中，所述的氮气增压系统还包括有氢气增压压缩机，当系统内的压力低于一定的值时，氢气增压压缩机开启使系统内的压力增高。

技术总结
本发明涉及一种安全吸收和提纯利用的氢气回收系统及方法，解决现有的铝溶胶装置反应产生的尾气不能很好的回收造成环境污染同时造成资源浪费的问题。包括有铝溶胶反应单元、氮气置换单元、缓冲单元、尾气杂质吸收单元、氮气增压系统及气体分离单元，混合气体通过缓冲单元缓冲储存，再进入到一级吸收塔内初步吸收，然后流入到二级吸收塔内进一步吸收，吸收冷凝形成的酸液经排液口排出，含氧分析仪监测的含氧量不合格，则氮气增压系统向二级吸收塔内通入氮气，同时气体回流到缓冲罐内直到监测含氧量合格停止回流；监测含氧量合格，则将混合气体通入到气体分离单元进行分离，从而实现氢气安全的回收利用，同时将氯化氢进行吸收回收防止污染环境。

技术研发人员：张万尧,梁聚龙,刘璐,谭永鹏,沈延顺,张晓阳,高妍,窦岩,王天宝,黄帅
受保护的技术使用者：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15