一種由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝的制作方法

專利名稱：：一種由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于工業(yè)制氫
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝方法。
背景技術(shù)：
：純度高于99.999%的氫稱為高純氫，高純氫產(chǎn)品通常由工業(yè)氫經(jīng)純化處理制取。工業(yè)氫大多以化石燃料為原料制取，主要采用的方法有烴的蒸氣轉(zhuǎn)化法、部分氧化法、煤氣化法等。綜合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，對(duì)于用作化工原料的氫氣，其生產(chǎn)方法大致為天然氣或液態(tài)碳?xì)浠衔锏恼魵廪D(zhuǎn)化或部分氧化法占77%，煤氣化法占18%，其它方法占5%。此外，為滿足石油煉制過(guò)程對(duì)氫氣的大量需要，通?？梢灾苯永脽捴乒に囘^(guò)程副產(chǎn)的氫氣，對(duì)于其它用途所需的氫氣，大多數(shù)從含氫工業(yè)排放氣中分離回收。上述方法生產(chǎn)的氫氣，純度不高，雜質(zhì)種類多，必須經(jīng)過(guò)純化處理才能制得高純度氫氣。工業(yè)上常用的氫氣純化方法有以下三種方法。(1)鈀膜擴(kuò)散法這是一種比較古老的氫氣分離和純化方法。用于透氫的鈀合金膜，最佳組成為含鈀77%，銀23%。由于鈀合金膜只能透過(guò)氫，不能透過(guò)其它氣體，借此使氫氣得以從混合氣中分離，經(jīng)本法一級(jí)分離即可得到99.999%99.9999%純度的氫。但是由于鈀屬貴金屬材料，故本法只適于較小規(guī)模且對(duì)氫氣純度要求很高的場(chǎng)合使用。(2)低溫吸附法以電解氫或純度為99.9%的工業(yè)氫為原料，在3.05.0MPa壓力下，采用液氮溫度下的低溫吸附法，可以制取純度99.999%99.9999%的高純氫和超高純氫。本法大多用細(xì)孔硅膠作吸附劑，其再生若采用常溫低壓純氫逆向吹洗，吹洗耗氫量約為處理氣量的3040%，再生時(shí)間一般為吸附時(shí)間的l/3;為節(jié)省再生用氫量，也可以使用經(jīng)預(yù)熱后的低壓純氫反吹，耗氣量的多少視預(yù)熱溫度而定，通?？山档?0%左右，再生時(shí)間亦相應(yīng)縮短，但再生冷耗增大。(3)變壓吸附(PSA)法具有經(jīng)本法一次性分離同時(shí)除去多種雜質(zhì)組分的優(yōu)點(diǎn)，氫氣的回收率與多種因素有關(guān)，且隨產(chǎn)品氫純度的提高而下降。在產(chǎn)品氫純度為99.999.99%時(shí)，三塔或四塔流程的氫氣回收率為7075%，多塔流程可達(dá)8085%。除化石燃料外，水是工業(yè)氫生產(chǎn)的另一種重要原料，水電解法可以同時(shí)得到氫氣和氧氣兩種產(chǎn)品。傳統(tǒng)的水電解法主要用于制氫，氧氣系其副產(chǎn)品。用水電解法制得的氫氣的純度比較高，通常，一般水電解制氫工業(yè)裝置的氫氣輸出純度為99.6%99.9%，其雜質(zhì)比較單純，主要為氧、飽和水蒸氣和微量氮，微量氮雜質(zhì)主要來(lái)自于電解裝置所用的水原料，即來(lái)自于電解水原料中溶解的空氣，在常溫(20°C)常壓的空氣環(huán)境下，lkg水可溶解12.2mL氮。傳統(tǒng)水電解法制氫并副產(chǎn)氧的裝置中，水中溶解的氮?dú)夂推渌麣怏w雜質(zhì)隨水進(jìn)入電解槽，最終進(jìn)入產(chǎn)品氫氣和氧氣中，需要經(jīng)過(guò)變壓吸附等純化處理以去除氮?dú)夂推渌麣怏w雜質(zhì)，才能獲得高純氫，因此高純氫的回收率會(huì)受到影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是對(duì)傳統(tǒng)水電解法制氫并副產(chǎn)氧工藝的改進(jìn)，其目的是提供一種回收率高、由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的新工藝。本發(fā)明解決問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是預(yù)先采用少量氧氣(O.11.0Nm7h)對(duì)電解原料水進(jìn)行鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮?dú)?，并同時(shí)除去溶解于水中的其他氣體雜質(zhì)，以脫除了溶解氣體的水電解后獲得的工業(yè)氫氣為原料，經(jīng)催化脫氧、游離水分離、分子篩三塔等壓變溫吸附法干燥等工藝過(guò)程，即可獲得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7445)的高純氫產(chǎn)品。本發(fā)明的高純氫連續(xù)生產(chǎn)工藝主要包括下述步驟(1)脫除原料水中溶解氣在常溫常壓下，用流量為O.11.0NmVh的氧氣對(duì)原料水進(jìn)行鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮?dú)饧捌渌麣怏w雜質(zhì)，獲得脫除了溶解氮和其他溶解氣體的軟水；(2)水電解制氫將上述脫除了溶解氮?dú)夂推渌芙鈿怏w的軟水在工業(yè)電解裝置進(jìn)行電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫，陽(yáng)極獲得工業(yè)電解氧，所述工業(yè)電解氫的純度為99.6%99.9%，其余為氧和飽和水蒸氣；(3)催化脫氧將獲得的電解氫引入催化脫氧裝置，以鈀或鉑作催化劑，使電解氫中的氧與氫反應(yīng)生成水，使氫中氧的含量降到O.1X10—6(體積比)(4)干燥脫水采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中的水，獲得高純氫。步驟(l)中脫除原料水中溶解氣時(shí)，反吹用氧為水電解氧，氧流量為0.l0.5Nm7h，氧與原料水在水箱入口填料管內(nèi)進(jìn)行鼓泡反吹。為了不使脫除了溶解氣的軟水再次接觸空氣，可將原料水箱蓋由敞口改為封口，經(jīng)氣密處理后的原料水箱，其水面上部的空氣可經(jīng)水封罐排空。步驟(1)中脫除原料水中溶解氣時(shí)，也可以將氧直接引入原料水箱中進(jìn)行鼓泡反吹，鼓泡反吹用氧仍為水電解氧，氧流量為O.11.0NmVh。步驟(2)中所述工業(yè)電解裝置為通用工業(yè)電解裝置，水電解制氫的工作壓力最好為1.23.2MPa，即要求氫氣輸出壓力為1.23.2MPa。步驟(3)中催化脫氧反應(yīng)的壓力為1.23.2MPa，溫度為常溫。由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度會(huì)升高，因此實(shí)際反應(yīng)溫度為常溫100。C。步驟(4)中采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)干燥脫水時(shí)，首先將催化脫氧后的氫冷卻到020。C，分離除去游離水，然后采用分子篩三塔等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中剩余水蒸氣，整個(gè)干燥和再生過(guò)程在兩個(gè)主干燥塔和一個(gè)預(yù)干燥塔內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行，工作壓力為1.23.2MPa，吸附干燥溫度為020'C，分子篩再生溫度為15020(TC，脫水干燥后獲得露點(diǎn)為-72-7(TC的氫氣。本發(fā)明分子篩三塔等壓變溫吸附裝置由兩個(gè)冷卻器EOIOI、E0102,兩個(gè)水分離器VOIOI、V0102，兩個(gè)主干燥器T0101A、T0101B，一個(gè)預(yù)干燥器T0102，一個(gè)加熱器E0103，以及調(diào)節(jié)整個(gè)氫氣干燥過(guò)程的三個(gè)四通程序切換閥ST-1、ST-2、ST-3，流量調(diào)節(jié)閥和分流截止閥等裝置組成。干燥與再生均處于1.23.2MPa壓力下。在一次完整的循環(huán)周期(T)內(nèi)，每個(gè)主干燥器(T0101A、T0101B)都必須經(jīng)歷吸附、加熱、冷卻三個(gè)步驟，并通過(guò)T0101A干燥、T0101B加熱、T0102冷吹，T0101A干燥、T0101B冷吹、T0102加熱，T0101A加熱、T0101B干燥、T0102冷吹，T0101A冷吹、T0101B干燥、T0102加熱四個(gè)程序單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，閥ST-l和閥ST-2是同步的，每經(jīng)過(guò)兩個(gè)程序單元?jiǎng)幼饕淮巍５葔鹤儨馗稍锕に囇h(huán)中的每一程序單元和每一步驟的工作狀況、氣體流向、閥門開(kāi)關(guān)見(jiàn)表l、圖4。表1等壓變溫干燥系統(tǒng)工作狀態(tài)及四通程控閥開(kāi)關(guān)時(shí)序表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注T一干燥吸附周期(/J、時(shí))氣流方向隨工作狀況不同而變化G氣流方向不隨工作狀況而變化4下面以干燥器T0101A干燥、干燥器T0101B再生為例，簡(jiǎn)述分子篩三塔等壓變溫吸附過(guò)程。含飽和水蒸氣的氫氣(濕氣)經(jīng)冷卻器E0101的冷凍水冷卻到02(TC，進(jìn)入水分離器VOIOI，在水分離器V0101分離除去游離水，游離水經(jīng)排液閥定時(shí)排出裝置(每小時(shí)排放一次)。由V0101流出的原料氣分兩路分別進(jìn)入干燥器TOIOIA和預(yù)干燥器T0102,執(zhí)行按預(yù)定程序操作的干燥和加熱再生等工藝過(guò)程。第一路原料氣(占體積比60%70%的氣量)經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后，與用于T0101B或T0102加熱再生的另一路(第二部分，占體積比30%40%的氣量)氣體匯合，經(jīng)四通組合閥ST-1的ab通道進(jìn)入T0101A。在T0101A內(nèi)，氣體中飽和水蒸氣被分子篩吸附除去，干燥的氫氣再經(jīng)四通組合閥ST-2的ba通道流出，并作為高純氫產(chǎn)品引出系統(tǒng)。TOIOIA干燥過(guò)程為虹周期(圖4-a和圖4-b)。由V0101流出的第二路原料氫氣，首先經(jīng)四通組合閥ST-3的be通道進(jìn)入預(yù)干燥器T0102。在T0102中，氣體中飽和水汽被分子篩吸附除去，然后進(jìn)入加熱器E0103，將氣體加熱到15020(TC。干燥的熱氣體再經(jīng)四通組合閥ST-2的cd通道逆向流入T0101B，對(duì)在前一干燥周期已吸附大量水汽的T0101B中的分子篩進(jìn)行加熱再生。再生流出氣含大量水蒸氣，經(jīng)四通組合閥ST-1的dc通道和四通組合閥ST-3的ad通道進(jìn)入冷卻器E0102。在E0102中氣體被冷凍水冷卻到02(TC，冷凝下來(lái)的水分再經(jīng)水分離器V0102分離除去(由排液閥每小時(shí)定時(shí)排放)。由V0102流出的分離掉游離水的氫氣與經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后的第一路氫氣匯合后(見(jiàn)前述)，再經(jīng)ST-1的ab通道進(jìn)入T0101A進(jìn)行干燥操作。上述過(guò)程系冷卻T0102，加熱T0101B的過(guò)程，操作時(shí)間為OT周期。即與T0101A執(zhí)行干燥操作的前燈周期同步(圖4-a)。在T0101A執(zhí)行干燥操作的后W周期內(nèi)(圖4-b)，第二路氣流的作用為冷卻T0101B和加熱再生T0102。此時(shí)氣體的流向?yàn)槭紫攘鹘?jīng)ST-3的ba通道和ST-l的cd通道，然后進(jìn)入T0101B，對(duì)剛完成加熱再生的T0101B進(jìn)行冷卻操作，同時(shí)T0101B的分子篩吸附除去該氣流中的水汽。從T0101B流出的干燥氫氣再經(jīng)ST-2的dc通道進(jìn)入加熱器E0103，被加熱到15020(TC的氫氣接著逆向通入T0102，對(duì)其中的分子篩進(jìn)行加熱再生。T0102的再生流出氣再經(jīng)ST-3的cd通道進(jìn)入冷卻器E0102。在E0102中氣體被冷凍水冷卻到020°C，冷凝下來(lái)的水分再經(jīng)水分離器V0102分離除去(由排液閥每小時(shí)定時(shí)排放)。由V0102流出的分離掉游離水的氫氣與經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后的第一路氫氣匯合后(同再生操作的前'AT周期流程)，再經(jīng)ST-1的ab通道進(jìn)入T0101A進(jìn)行干燥操作。如前述，此操作過(guò)程的時(shí)間仍為W周期，與T0101A執(zhí)行干燥操作的后W周期同步。至此，T0101A完成一個(gè)干燥操作周期，轉(zhuǎn)入加熱再生操作。與此同時(shí)，T0101B開(kāi)始轉(zhuǎn)入饑的干燥操作周期。如此反復(fù)循環(huán)，形成氫氣連續(xù)干燥和己干燥的高純氫產(chǎn)品氣連續(xù)輸出的循環(huán)操作過(guò)程。冷卻器EOIOI、E0102所需的冷卻介質(zhì)為冷凍水，循環(huán)使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明系對(duì)現(xiàn)有工業(yè)電解制氫工藝的改進(jìn)，主要工藝步驟包括(l)脫除水中溶解氣用少量氧對(duì)原料水進(jìn)行逆流鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮和其他溶解氣體；(2)水電解借通用工業(yè)電解裝置將脫氮軟水電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫氣；(3)催化脫氧用鈀或鉑作催化劑，電解氫中的氧與氫反應(yīng)生成水；(4)脫水干燥采用分子篩三塔等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中水，獲得高純氫。本發(fā)明利用脫除了溶解空氣的軟水為原料，經(jīng)工業(yè)電解獲得的氫氣中僅含少量氧和飽和水蒸氣，經(jīng)催化脫氧、吸附脫水即可獲得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7445的高純氫產(chǎn)品。本發(fā)明的三塔等壓變溫吸附摒棄了傳統(tǒng)兩塔干燥流程中用低壓氫加熱反吹的再生過(guò)程，因而不再有再生氫氣的排放損失，全過(guò)程除允許范圍內(nèi)的泄漏和水分離器游離水定時(shí)吹除時(shí)的排放損失外，待干燥的氫氣并無(wú)其他損失，保證了氫氣的高回收率，使氫氣的回收率大于99%。本發(fā)明可連續(xù)制取高純度氫氣，具有投資少，無(wú)環(huán)境污染，氫氣回收率高的優(yōu)點(diǎn)。圖1、圖2為氧氣鼓泡反吹脫除原料水中溶解氣的流程示意圖。圖3為三塔等壓變溫干燥工藝流程示意圖。圖4為三塔等壓變溫干燥工藝流程原理圖。其中，圖4a為T0101A干燥、T0101B加熱、T0102冷吹流程原理圖，圖4b為T0101A干燥、T0101B冷吹、T0102加熱流程原理圖，圖4c為T0101A加熱、T0101B干燥、T0102冷吹流程原理圖，圖4d為T0101A冷吹、T0101B干燥、T0102加熱流程原理圖。圖中標(biāo)記l.填料管，2.氧氣流量計(jì)，3.水封罐，4.原料水箱，5.液位計(jì)6.截止閥，7.調(diào)節(jié)閥，ST-1、ST-2、ST-3.四通程控閥，EOIOI、E0102.冷卻器，VOIOI、V0102.水分離器，E0103.加熱器，T0101A、T0101B.主干燥器，T0102.預(yù)干燥器。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。實(shí)施例l本實(shí)施例水電解連續(xù)生產(chǎn)符合國(guó)家GB/T7445高純氫氣的水電解制氫工業(yè)裝置的額定產(chǎn)氫量為60NmVh，氫氣輸出壓力1.2MPa，輸出純度隨操作條件而變，最低為99.6%，最高可達(dá)99.9%。裝置購(gòu)回后，對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)高純氫的改造在原料水入口處增加一氧氣入口及氧氣流量計(jì)2，一填充了不銹鋼絲網(wǎng)的填料管1作為鼓泡脫氮管，將原料水箱4由敞口改為封口，并在水箱的上方通過(guò)管道連接一水封罐3，使原料水箱水面上部的空氣經(jīng)水封罐3排空，見(jiàn)圖1。本實(shí)施例的高純氫連續(xù)生產(chǎn)工藝主要包括下述步驟(1)脫除原料水中溶解氣在常溫常壓下，用流量為0.10.5NmVh的氧氣在填料管1對(duì)原料水進(jìn)行鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮?dú)饧捌渌麣怏w雜質(zhì)，獲得脫除了溶解氮和其他溶解氣體的軟水。(2)水電解制氫將上述脫除了溶解氮?dú)夂推渌芙鈿怏w的軟水在工業(yè)電解裝置進(jìn)行電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫，所述工業(yè)電解氫的純度為99.6%99.9%(體積比)，含氮量為(0.51)X10—6(體積比)，其余為氧和飽和水蒸氣，不含氬、二氧化碳、烴等其他氣體雜質(zhì)。未進(jìn)行脫除原料水中溶解氣的處理前，本裝置所產(chǎn)電解氫含氮量為(6.510)X10—6(體積比)，還含有氬、二氧化碳、烴等其他氣體雜質(zhì)。(3)催化脫氧將步驟(2)獲得的電解氫引入催化脫氧裝置，使電解氫中所含氧與氫反應(yīng)生成水。本裝置所用脫氧反應(yīng)器的催化劑為市售鈀催化劑，反應(yīng)溫度為常溫10(TC，操作壓力為電解裝置氫氣輸出壓力，即1.2MPa。通過(guò)鈀催化反應(yīng)，電解氫中氧的含量降到0.1X10—6(體積比)。(4)干燥脫水將上述脫氧以后含有飽和水蒸氣的氫采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)進(jìn)行脫水干燥處理，以獲得高純氫。其工藝流程如圖3所示，等壓變溫干燥工藝工作過(guò)程及有關(guān)閥門開(kāi)關(guān)狀態(tài)如表1所示，等壓變溫干燥工藝流程原理如圖4所示。脫水干燥時(shí)，首先將含有飽和水蒸氣的氫用冷凍水冷卻到05°C，分離除去游離水，然后采用分子篩三塔等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中水蒸氣。整個(gè)干燥和再生過(guò)程在三個(gè)塔內(nèi)周期性連續(xù)進(jìn)行，主干燥器T0101A或T0101B干燥和再生過(guò)程單次循環(huán)周期為16小時(shí)，其中吸附干燥8小時(shí)，分子篩加熱再生4小時(shí)，冷吹4小時(shí)。預(yù)干燥器TO102在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)執(zhí)行四個(gè)程序單元操作，即冷吹、加熱、冷吹、加熱，每個(gè)程序單元各占4小時(shí)。吸附和再生操作壓力相同，均為1.2MPa。由于分子篩吸附水要放熱，吸附干燥溫度略有升高，為520°C，分子篩再生溫度為150°C。脫水干燥后的氫氣露點(diǎn)為-72-70°C。經(jīng)上述工藝流程，獲得純度為99.999%的高純氫，本實(shí)施例等壓變溫干燥工藝氫氣的回收率大于99%。實(shí)施例2本實(shí)施例水電解連續(xù)生產(chǎn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7445高純氫氣的水電解制氫工業(yè)裝置的額定產(chǎn)氫量為100Nm7h，氫氣輸出壓力3.2MPa，輸出純度隨操作條件而變，最低為99.6%，最高可達(dá)99.9%。裝置安裝驗(yàn)收試生產(chǎn)一段時(shí)間后，對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)高純氫的改造在原料水入口處增加一氧氣入口及氧氣流量計(jì)2，見(jiàn)圖2。本實(shí)施例的高純氫連續(xù)生產(chǎn)工藝主要包括下述步驟(1)脫除原料水中溶解氣在常溫常壓下，用流量為0.21.0Nm7h的氧氣在原料水箱4中對(duì)原料水進(jìn)行鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮?dú)饧捌渌麣怏w雜質(zhì)，獲得脫除了溶解氮和其他溶解氣體的軟水。(2)水電解制氫將上述脫除了溶解氮?dú)夂推渌芙鈿怏w的軟水在工業(yè)電解裝置進(jìn)行電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫，陽(yáng)極獲得工業(yè)電解氧，所述工業(yè)電解氫的純度為99.6%99.9%(體積比)，含氮量為(0.51.5)X10—6(體積比)，其余為氧和飽和水蒸氣，不含氬、二氧化碳、烴等其他氣體雜質(zhì)。未進(jìn)行脫除原料水中溶解氣的處理前，本裝置所產(chǎn)電解氫含氮量為(6.510)X10—6(體積比)，還含有氬、二氧化碳、烴等其他氣體雜質(zhì)。(3)催化脫氧將步驟(2)獲得的電解氫引入催化脫氧裝置，使電解氫中的所含氧與氫反應(yīng)生成水。本裝置所用脫氧反應(yīng)器的催化劑為市售鈀催化劑，反應(yīng)溫度為常溫10(TC，操作壓力為電解裝置氫氣輸出壓力，即3.2MPa。通過(guò)鈀催化反應(yīng)，電解氫中氧的含量降到O.1X10—6(體積比)。(4)干燥脫水將上述脫氧以后含有飽和水蒸氣的氫采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)進(jìn)行脫水干燥處理，以獲得高純氫。其工藝流程如圖3所示，等壓變溫干燥工藝工作過(guò)程及有關(guān)閥門開(kāi)關(guān)狀態(tài)如表1所示，等壓變溫干燥工藝流程原理如圖4所示。脫水干燥時(shí)，首先將含有飽和水蒸氣的氫用冷凍水冷卻到05°C，分離除去游離水，然后采用分子篩三塔等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中水蒸氣。整個(gè)干燥和再生過(guò)程在三個(gè)塔內(nèi)周期性連續(xù)進(jìn)行，主干燥器T0101A或T0101B干燥和再生過(guò)程單次循環(huán)周期為24小時(shí)，其中吸附干燥12小時(shí)，分子篩加熱再生6小時(shí)，冷吹6小時(shí)。預(yù)干燥器T0102在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)執(zhí)行四個(gè)程序單元操作，即冷吹、加熱、冷吹、加熱，每個(gè)程序單元各占6小時(shí)。吸附和再生操作壓力相同，均為3.2MPa。由于分子篩吸附水要放熱，吸附干燥溫度略有升高，為52(TC，分子篩再生溫度為20(TC。脫水干燥后的氫氣露點(diǎn)為-72-7(TC。經(jīng)上述工藝流程，獲得純度為99.999%的高純氫，本實(shí)施例等壓變溫干燥工藝氫氣的回收率大于99%。權(quán)利要求1、一種由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于包括下述步驟(1)脫除原料水中溶解氣在常溫常壓下，用流量為0.1～1.0Nm3/h的氧氣對(duì)原料水進(jìn)行鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮?dú)饧捌渌麣怏w雜質(zhì)，獲得脫除了溶解氮和其他溶解氣體的軟水；(2)水電解制氫將上述脫除了溶解氮?dú)夂推渌芙鈿怏w的軟水在工業(yè)電解裝置進(jìn)行電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫，所述工業(yè)電解氫的純度為99.6％～99.9％，其余為氧和飽和水蒸氣；(3)催化脫氧將獲得的電解氫引入催化脫氧裝置，以鈀或鉑作催化劑，使電解氫中的氧與氫反應(yīng)生成水，使氫中氧的體積比含量降到0.1×10-6；(4)干燥脫水采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中的水，獲得高純氫。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于步驟(l)中脫除原料水中溶解氣時(shí)，反吹用氧為水電解氧，氧流量為0.10.5Nm7h，氧與原料水在原料水箱入口填料管內(nèi)進(jìn)行鼓泡反吹。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于所述原料水箱為通過(guò)管道連接一水封罐的密封水箱。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于步驟(1)中脫除原料水中溶解氣時(shí)，氧直接引入原料水箱中進(jìn)行鼓泡反吹，鼓泡反吹用氧為水電解氧，氧流量為O.11.0NmVh。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于步驟(2)中所述工業(yè)電解裝置為通用工業(yè)電解裝置，水電解制氫的工作壓力為1.23.2MPa。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于步驟(3)中催化脫氧反應(yīng)的壓力為1.23.2MPa，溫度為常溫100'C。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，其特征在于步驟(4)中采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)干燥脫水時(shí)，首先將催化脫氧后的氫冷卻到02(TC，分離除去游離水，然后采用分子篩三塔等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中剩余水蒸氣，整個(gè)干燥和再生過(guò)程在兩個(gè)主干燥塔和一個(gè)預(yù)干燥塔內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行，工作壓力為1.23.2MPa，吸附干燥溫度為020。C，分子篩再生溫度為15Q200。C，脫水干燥后獲得露點(diǎn)為-72-70'C的氫氣。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種由水電解連續(xù)生產(chǎn)高純氫的工藝，利用脫除了溶解空氣的軟水為原料，經(jīng)電解、催化脫氧、吸附脫水，最終獲得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7445的高純氫產(chǎn)品。主要步驟包括(1)脫除水中溶解氣用少量氧對(duì)原料水進(jìn)行逆流鼓泡反吹，除去溶解于水中的氮和其他溶解氣體；(2)水電解借通用工業(yè)電解裝置將脫氮軟水電解，在電解槽陰極獲得工業(yè)電解氫氣；(3)催化脫氧用鈀或鉑作催化劑，電解氫中的氧與氫反應(yīng)生成水；(4)脫水干燥采用分子篩等壓變溫吸附技術(shù)脫除氫中水，獲得高純氫。該工藝系對(duì)現(xiàn)有工業(yè)電解制氫工藝的改進(jìn)，可連續(xù)制取高純度氫氣，具有投資少，無(wú)環(huán)境污染，氫氣回收率高的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C25B1/04GK101407920SQ20081004642公開(kāi)日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年10月31日優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日發(fā)明者周鵬云,王少楠,陳雅麗,黃建彬申請(qǐng)人:西南化工研究設(shè)計(jì)院