一种用于生物质燃气中氢气的提纯方法及其系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体分离技术领域，尤其涉及一种用于生物质燃气中氢气的提纯方法 及其系统。
【背景技术】
[0002] 氢气的燃烧产物只有水，被誉为"绿色能源"和"最清洁的燃料"。目前的主要制氢 方法有:化石燃料制氢、水电解制氢、生物质制氢和光催化制氢。化石燃料(煤、石油、天然气 等）制氢方法占到市场的90 %以上。但是化石燃料在制氢过程中排放出大量的C〇2，且制氢 过程耗能过大，是不可持续的制氢路径。生物质制氢，主要是指生物质热化学转化方法制 氢，是以生物质为原料，通过热化学转化技术来制氢，技术相对成熟，较为容易实现产业化 生产。
[0003] 秸杆由有机物、少量矿物质及水分构成，其有机物组成主要是木质素、纤维素和半 纤维素，营养价值低。农作物成熟后，秸杆中的维生素几乎已全部被破坏。如何充分利用农 作物秸杆资源，同时避免环境污染，是现代农业面临的重大问题。
[0004] 例如，本申请发明人公司利用秸杆进行炭化净化后取得的生物质燃气主要成分为 氢气25 %、甲烷28 %、一氧化碳13.5 %和二氧化碳28.3 %，乙烷1.6 %，丙烷0.57 %，乙烯 0.95%，丙烯0.37,氮气0.5%等。但是，由于氢气的爆炸极限为5%-75%，为迎合工业要求， 需要对氢气进行提纯。
[0005] 目前氢气提纯的工艺有变压吸附法、膜分离法和深冷分离法等，其中，膜分离流程 倒也简单，但其得到氢气纯度低，并且有机膜使用寿命短。而深冷分离法一般在重整氢的初 步提纯中应用。
[0006] 变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基 础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增 加、减压下吸附量减小的特性，将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质 组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分 离;然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以利于再次进行杂质的吸附 分呙。
[0007] 变压吸附提纯工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有 的两个性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂的吸附容量随吸附质 的分压上升而增加。利用吸附剂的第一个性质，可实现对含氢气源中杂质组分的优先吸附 而使氢气得以提纯:利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在高压下吸附而在低压下解 吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离提纯的目的。
[0008] 但是现有技术的变压吸附提纯工艺无法实现高效率的提纯出高纯度的氢气，尤其 是针对生物质燃气中氢气的提纯。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种用于生物质燃气中 氢气的提纯方法及其系统，采用变压吸附原理，工艺设置合理，提纯后的氢气纯度可以达到 99.99%，且氢气回收率高，并且提纯效率得到了显著的提升。
[0010] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:一种用于生物质燃气中氢气的提 纯方法，由脱碳、干燥、变压吸附等工艺单元组成，所述变压吸附采用多个吸附塔并联的连 接方式，各吸附塔之间设置控制管路，控制两吸附塔之间的气体流通，以达到两吸附塔之间 的气压交换;其中各吸附塔顶部出口输出产品气，底部出口输出解吸气;其中每个吸附塔依 次进行吸附、均降、顺放、逆放、冲洗、抽真空、均升、终升的循环步骤。
[0011] 此处不限定各吸附塔之间控制管路的形式，本领域技术人员可以根据现有技术选 取合适管件、仪表、阀门等以合适连接方式进行连接，只需要实现个吸收塔之间连接与断开 的自动控制即可，按照工艺要求能够在预订的时间内连通两吸收塔并在预订的时间内关闭 两塔之间的连接。
[0012] 吸附步骤:生物质燃气自下而上进入吸附塔，杂质组分被装填在吸附塔内的吸附 剂进行选择性吸附，其中除出以外的杂质组份被吸附，得到纯净H 2;
[0013] 均压降压（均降）步骤:吸附步骤完成后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力氢气 依次放入其它已完成的低压吸附塔的过程，这一过程既起到高压吸附塔降压的作用，同时 也回收了吸附塔死空间内的氢气和压力；
[0014]顺放步骤:吸附塔在均降步骤结束后，顺着吸附方向减压，减压出来的出进入顺放 缓冲罐储存起来；
[0015] 逆放步骤:吸附塔顺放结束后，逆着吸附方向将吸附塔内压力降至接近常压，此时 被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来，放入到缓冲罐中；
[0016] 冲洗步骤:逆放结束后，用顺放气罐中的低压出对吸附塔进行冲洗，这时被吸附的 杂质大量解吸出来，并逆着吸附方向流入解吸气缓冲罐；
[0017] 抽真空步骤:在这一过程中，用真空栗逆着吸附方向对吸附床进行抽真空，使杂质 彻底抽出，让塔内的吸附剂完全得到再生；
[0018] 均压升压（均升)步骤:与均压降压步骤相对应，利用其它吸附塔的均压降压步骤 输出的气体从该吸附塔顶部输入对吸附塔进行升压，这一过程回收了其它吸附床死空间的 氢气；
[0019] 产品气升压步骤(终升）：通过均升过程后，吸附塔压力已升至接近于吸附压力。此 时，用产品出将吸附塔压力升至吸附压力；经过这一过程后，吸附塔便完成了整个再生过 程，为下一次吸附做好了准备。
[0020] 每个吸附塔均经过上述过程，完成了吸附塔各个步骤的吸附过程，进入下一个循 环过程。
[0021] 作为进一步的优选，所述变压吸附工艺单元采用8台吸附塔并联连接，每台吸附塔 进行的均降步骤包括一均降、二均降、三均降，均升步骤包括一均升、二均升、三均升，其中 两个吸附塔之间，第一个吸附塔的一均降步骤对应于另一个吸附塔的三均升步骤，第一个 吸附塔的二均降步骤对应于另一个吸附塔的二均升步骤，第一个吸附塔的三均降步骤对应 于另一个吸附塔的一均升步骤。
[0022] 作为进一步的优选，所述变压吸附工艺单元中多个吸附塔依次进行的吸附、均降、 顺放、逆放、冲洗、抽真空、均升、终升的循环步骤中的相同步骤在时间上错开运行。
[0023]作为进一步的优选，通过两台吸附塔之间的控制管路控制，其中一台吸附塔的均 降步骤输出的气体供另一台吸附塔运行均升步骤，此时运行均降步骤的吸附塔内的气压大 于运行均升步骤的吸附塔内的气压。
[0024]作为进一步的优选，其中一均降、二均降、三均降、逆放、冲洗、抽真空、一均升、二 均升、三均升、终升等步骤的运行时间皆为一个单位时间，其中顺放步骤的运行时间为两个 单位时间，吸附步骤的运行时间为四个单位时间。例如，一均升、二均升、三均升、终升等步 骤的运行时间皆为1分钟，其中顺放步骤的运行时间为2分钟，吸附步骤的运行时间为4分 钟。
[0025] 作为进一步的优选，各吸附塔顺放步骤中输出的气体临时存储在顺放缓冲罐内， 顺放缓冲罐分别供气给各吸附塔运行冲洗步骤。所述的顺放缓冲罐也通过控制管路与各吸 附塔连接，实现与各吸附塔之间连通与断开的自动控制。。
[0026] 作为进一步的优选，所述脱碳工艺单元采用至少两个碱液吸收塔串联组成，生物 质燃气依次通过至少两个碱液吸收塔，其中碱液吸收塔进口压力控制在〇. 3MPa~0.5Mpa; 所述干燥工艺单元采用至少两个干燥塔串联组成;所述吸附步骤中吸附塔内升压为1.5Mpa ~2. OMPa，所述抽真空步骤中抽真空压力为-〇. 05Mpa~-〇. OIMpa。
[0027]