(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222097043.9 (22)申请日 2022.08.10 (73)专利权人 北京佳安氢源科技股份有限公司 地址 100101 北京市朝阳区安慧里四区15 号楼院2号楼1-14层2-4 号7层719室 (72)发明人 李世刚　王瑞梅　刘哲男　 (74)专利代理 机构 北京万象新悦知识产权代理 有限公司 1 1360 专利代理师 贾晓玲 (51)Int.Cl. B01D 53/04(2006.01) C01B 3/56(2006.01) (54)实用新型名称 一种低浓度氢气吸附提纯系统 (57)摘要 本实用新型提供了一种低浓度氢气吸附提 纯系统， 属于气体分离领域。 该系统包括基本提 纯系统和若干个附加系统， 基本提纯系统和附加 系统都是由若干个串 联连接的吸附塔组成， 基本 提纯系统和附加系统串 联， 每个吸附塔内装有具 有吸氢能力的吸附剂。 本实用新型利用基本提纯 系统和附加系统不同的组合可以满足对氢气不 同纯度(2N ‑15N)的需求。 本实用新型适用于低浓 度氢气提纯场景， 包括但不限于低氢气浓度下工 业废气的提纯， 天然气掺氢到站提纯， 浮法玻璃 制造等多种场景。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 217746431 U 2022.11.08 CN 217746431 U 1.一种低浓度氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 包括基本提纯系统和若干个附加系统， 基本提纯系统和附加系统都是由若干个串联连接的吸附塔组成， 基本提纯系统与所述附加 系统串联连接， 在基本提纯系统或附加系统中的每个吸附塔内装有具有吸氢能力的吸附 剂。 2.如权利要求1所述的低浓度 氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 基本提纯系统中吸附塔 的数量N由如下公式得到， 其中P为吸附压力， K为每次均压过程中压力。 3.如权利要求2所述的低浓度氢气吸附提纯系统， 其特 征在于， K的范围为0.4～1MPa。 4.如权利要求1所述的低浓度 氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 所述附加系统中吸附塔 的个数为2 ‑4。 5.如权利要求1所述的低浓度 氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 所述附加系统的数量为 0‑5个。 6.如权利要求1所述的低浓度 氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 所述基本提纯系统与 所 述附加系统串联 连接的管路上设有压缩机 。 7.如权利要求1所述的低浓度 氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 所述吸附塔的串联连接 的管路上设有 多个阀门及分析仪表。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217746431 U 2一种低浓度氢气吸附提纯系统 技术领域 [0001]本实用新型属于气体分离领域， 涉及氢气直接吸附提纯领域， 尤其涉及低浓度氢 气吸附提纯系统。 背景技术 [0002]据不完全统计， 2018年中国汽车的碳排放量将接近20亿 吨， 如何降低碳排放量已 成为目前人们日益关注的焦点。 作为传统汽车 的替代， 氢气燃料电池车能够真正实现零碳 排放的目标， 是解决汽车尾气碳排放问题的最有效途径。 因此， 氢气的提纯技术和运输技术 是实现氢气燃料电池车应用的基础。 [0003]目前工业提纯燃料氢气的方法多采用PSA ‑H2， 而这种传统方法的前提是原料气中 氢气含量应高于50％且具有一定压力。 运输技术分为高压气瓶运输， 金属储氢运输和管道 运输。 其中， 高压气瓶运输较为危险； 金属储氢运输需要金属合金作为载体， 运输量极为有 限； 管道运输为气体运输的常用方法， 但需要铺设大量管道， 基础设施投资高。 [0004]目前国内外管道运输氢气多为在天然气管道中掺入一定量氢气， 这种方法的优势 是利用现有天然气管道即可， 极大降低了氢气运输过程中基础设施投资成本， 缺陷是天然 气中掺杂氢气量有限， 氢气浓度 很低一般不高于10％。 通过PSA ‑H2功耗极大， 且提氢纯度 很 难达到90％以上。 高压下现有吸附剂对甲烷的吸附量几乎不变， PSA法均压次数太多， 设备 复杂且投资高。 [0005]传统氢气提纯的方法中， 普遍使用吸附氢气中杂质的吸附剂， 氢气被作为非吸附 相， 并很难实现低浓度氢气直接提纯至99％以上。 采用膜分离法纯化氢气时， 只能通过金属 钯膜扩散法实现。 但是， 钯膜的生产成本较高， 透氢速度太低， 无法实现大规模工业化的应 用。 [0006]因此， 需要提供一种新的低浓度氢气吸附提纯方法， 以较低的成本实现氢气分离 的高纯度， 高效率和高收率。 实用新型内容 [0007]为了克服上述现有技术的不足， 本实用新型提供一种低浓度氢气吸附提纯系统， 目的是将C类混合气体(尤其是天然气)中的低浓度氢气直接吸附分离， 得到高纯度的氢气。 [0008]本实用新型提供的技 术方案是： [0009]一种低浓度氢气吸附提纯系统， 其特征在于， 包括基本提纯系统和若干个附加系 统， 基本提纯系统和附加系统都是 由若干个串联连接的吸 附塔组成， 基本提纯系统与所述 附加系统串联连接， 在提纯系统或附加系统中的每个吸附塔内装有具有吸氢能力的吸附 剂。 [0010]基本提纯系统的中的吸附塔数量N由下面公式给出， 其中P为低浓度氢气吸附提纯 系统的吸附压力， K为每次均压过程中压力， 其取值范围0.4～1MPa， 优化范围为0.6～ 0.8MPa；说　明　书 1/3 页 3 CN 217746431 U 3