【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氫氣提純，尤其涉及一種氫氣提純方法。
技術介紹
1、氫燃料電池需要高純度氫氣。氫氣的純度直接影響燃料電池的電量和壽命，在相關標準中，對氫氣的純度有著非常苛刻的要求。我國氫能大都來源于化石燃料產氫，雜質含量較高，雜質主要含有n2、o2、h2s、so2、ch4、co、co2、nh3等。其中，ppb數量級h2s、so2、co等對pemfc性能產生嚴重影響，造成電池性能不可逆轉的持續下降，因此燃料電池車用氫氣對硫、一氧化碳等雜質含量要求十分苛刻，因此原料氫氣不能直接用于燃料電池發電，大多采用常規工藝變壓吸附技術對氫原料進行提純。
2、在發電領域，氫氣是是大型發電機最主要的冷卻介質，氫氣冷卻介質可使發電機的通風損耗減少6.95％，轉子表面摩擦損失只有空氣冷卻介質的0.1，散熱能力相比空氣提高4倍，因此可減緩發電機高溫老化，提高發電機效率。氫冷發電機一般采用純度99％以上氫氣進行換熱冷卻。因為泄露等原因，發電機中氫氣純度會緩慢下降，普遍需要對發電機進行一定周期內的排補氫操作，用99.99％以上高純氫置換低濃度的氫氣，來相對提高發電機內氫的純度，對提高發電機運行安全性具有重要意義。
3、變壓吸附氫提純技術比較成熟，是利用活性炭、分子篩對雜質氣體有比較強的吸附能力而少量吸附氫特性，將氫與雜質氣體分離實現氫的提純。當活性炭、分子篩吸附雜質氣體飽和后，對分子篩純化柱減壓，并采用抽真空、常壓、常溫下通入高純氫氣吹掃置換或者還原方法獲得再生，重新具有吸附雜質氣體性能。分子篩吸附純化柱一般要求氫氣壓力適中，壓力太低，
4、tio2或al2o3基體負載貴金屬催化劑催化氧氫反應生成水原理，實現對氫中氧的深度脫附。負載銅的吸附劑，通過cu+與co形成中等強度的π鍵絡合物，而與co2、n2、h2、ch4等沒有上述作用，實現對co高度的選擇性吸附脫除。
5、因此尋求一種能夠深度脫附氫中n2、o2、h2s、so2、ch4、co、co2、nh3等雜質，進一步降低氫中有害雜質o2和co的氫氣提純方法具有重要的意義。
技術實現思路
1、基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了一種氫氣提純方法。
2、本專利技術提出的一種氫氣提純方法，包括以下步驟：
3、s1、將原料氣通入變壓吸附柱，得到初步凈化氣；
4、s2、將初步凈化氣通入催化吸附柱，得到高純氫氣。
5、優選地，所述的s1中，當變壓吸附柱吸附飽和后，停止向變壓吸附柱中通入原料氣，并且向變壓吸附柱中通入高純氫氣使其再生，再生結束后，再將原料氣通入變壓吸附柱。
6、優選地，所述的s2中，當催化吸附柱吸附飽和后，停止向催化吸附柱中通入初步凈化氣，并且將催化吸附柱進行再生處理，再生結束后，再將初步凈化氣通入催化吸附柱。
7、更優選地，所述的再生處理包括通入150℃高純氫氣或抽真空。
8、優選地，所述的s1中，原料氣中包括雜質氣、氫氣；所述的雜質氣包括n2、o2、h2s、so2、ch4、co、co2、nh3中的一種或多種。
9、優選地，所述的s1中，變壓吸附柱的壓力為0.5-2.0mpa。
10、優選地，所述的s1中，變壓吸附柱包括硅膠、活性炭、活性氧化鋁、碳分子篩、分子篩、改性分子篩中的一種或多種。
11、優選地，所述的s2中，催化吸附柱包括多孔載體負載貴金屬催化劑、分子篩或活性炭負載cu催化劑中的一種或多種。
12、更優選地，所述的多孔載體負載貴金屬催化劑催化脫氧深度達到0.01ppm，分子篩或活性炭負載cu催化劑催化一氧化碳脫附深度達到0.05ppm。
13、更優選地，所述的多孔載體負載貴金屬催化劑選自tio2負載鈀催化劑或者al2o3負載鈀催化劑中的一種或多種。
14、更優選地，所述的多孔載體負載貴金屬催化劑的制備方法，包括以下步驟：將載體在室溫條件下等體積浸漬pdcl2溶液，于180-220℃烘干，進行600℃氫還原1-2h冷卻到室溫即可。
15、更優選地，所述的載體包括直徑為2-5mm的活性al2o3球、直徑2mm長度3-6mm的tio2中的一種或多種。
16、更優選地，所述的pdcl2溶液的質量分數為0.01-0.05wt％。
17、更優選地，所述的分子篩或活性炭負載cu催化劑的制備方法，包括以下步驟：將活性炭或5a分子篩作為載體干燥備用；將cu(no3)2·3h2o、ce(no3)3·6h2o溶解于水中得到浸漬液；將載體等體積浸漬在浸漬液中，于105-150℃烘干，然后在n2氣氛中于250-350℃煅燒2-6h。
18、更優選地，所述的cu(no3)2·3h2o、ce(no3)3·6h2o的摩爾比為(1-4)：4。
19、優選地，所述的s2中，高純氫氣的純度高于99.9995v％。
20、本專利技術的有益效果在于：
21、本專利技術提供的氫氣提純方法經過變壓吸附柱、催化吸附柱得到的高純氫氣的純度高于99.9995v％。其中，通過變壓吸附柱對原料氣中的n2、o2、h2s、so2、ch4、co、co2、nh3進行吸附；通過催化吸附對o2、co進行深度脫附，解決了單變壓吸附對氫中o2、co等弱吸附性雜質氣體容量小導致氫純度低不足問題，獲得高純氫氣，滿足氫燃料電池用氫純度要求，同時適用采用工業副產氫為氫冷發電機冷卻氫氣供氫提純場合。當原料氣通過變壓吸附，大多數雜質氣體由分子篩、活性炭等物理吸附，少量雜質氣體隨氫出口排出，完成氫氣初提純；再選用多孔載體負載貴金屬催化劑、分子篩或者活性炭負載cu催化劑對氫氣中o2、co的深度脫附特性，得到高純氫氣。當變壓吸附柱吸附雜質氣體飽和后，關閉變壓吸附柱進氣，使變壓吸附柱保持常溫，通入純化后的高純氫氣進行氣體置換反應，使變壓吸附柱中活性炭、分子篩等完全脫附雜質氣體獲得再生。當催化吸附柱吸收co飽和后，通入150℃的氫氣，或者進行加熱真空再生。一組變壓吸附柱、一組催化吸附柱是能夠實現氫氣純化的最低組成，能夠實現氫氣的間斷式提純；為了實現氫氣的連續提純，可以包括兩組或者兩組以上變壓吸附柱、催化吸附柱。
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1.一種氫氣提純方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S1中，原料氣中包括雜質氣、氫氣；所述的雜質氣包括N2、O2、H2S、SO2、CH4、CO、CO2、NH3中的一種或多種；變壓吸附柱的壓力為0.5-2.0MPa。
3.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S1中，當變壓吸附柱吸附飽和后，停止向變壓吸附柱中通入原料氣，并且向變壓吸附柱中通入高純氫氣使其再生，再生結束后，再將原料氣通入變壓吸附柱。
4.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S2中，當催化吸附柱吸附飽和后，停止向催化吸附柱中通入初步凈化氣，并且將催化吸附柱進行再生處理，再生結束后，再將初步凈化氣通入催化吸附柱。
5.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S1中，變壓吸附柱包括硅膠、活性炭、活性氧化鋁、碳分子篩、分子篩、改性分子篩中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S2中，催化吸附柱包括多孔載體負載貴金屬催化劑、分子篩或活性炭負
7.根據權利要求6所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的多孔載體負載貴金屬催化劑催化脫氧深度達到0.01ppm，分子篩或活性炭負載Cu催化劑催化一氧化碳脫附深度達到0.05ppm。
8.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的S2中，高純氫氣的純度高于99.9995v％。
...【技術特征摘要】
1.一種氫氣提純方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的s1中，原料氣中包括雜質氣、氫氣；所述的雜質氣包括n2、o2、h2s、so2、ch4、co、co2、nh3中的一種或多種；變壓吸附柱的壓力為0.5-2.0mpa。
3.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的s1中，當變壓吸附柱吸附飽和后，停止向變壓吸附柱中通入原料氣，并且向變壓吸附柱中通入高純氫氣使其再生，再生結束后，再將原料氣通入變壓吸附柱。
4.根據權利要求1所述的氫氣提純方法，其特征在于，所述的s2中，當催化吸附柱吸附飽和后，停止向催化吸附柱中通入初步凈化氣，并且將催化吸附柱進行再生處理，再生結束后...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋峰，陳瞳，宋雅莉，章禮英，姚仁平，翟云飛，
申請(專利權)人：馬鞍山當涂發電有限公司，
類型：發明
國別省市：
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