1.本發明涉及氣體分離技術領域，具體為一種用于含氫混合氣的氫氣分離提純裝置與方法。
背景技術：
2.氫氣作為清潔能源正在拓展其在汽車用電源、家庭用發電等用途上的應用，在管道天然氣中摻混氫氣(或稱為混氫天然氣)有利于氫氣長距離、低成本的輸運，是進行氫氣輸運的有效手段。中低壓天然氣管網中摻混比例5％-20％的氫氣在英國、德國、澳大利亞、法國、意大利等國家已進入項目試點階段，并且在歐洲開展了從混氫天然氣中提純氫氣的hylypure項目(項目資助號843910)。除試驗性質的混氫天然氣外，煤制合成氣、轉爐氣、冶金的高爐氣等場合也是含一定氫氣的混合氣。從上述混合氣中分離提純的氫氣經過加氫反應可以合成高附加值精細化工產品，因此分離提純技術是實現氫氣高附加值利用的必要手段。氣體分離技術有深冷技術、變壓吸附技術、膜分離技術等，但是對于氫氣含量較低(小于20％)的工況，常規氣體分離技術難以經濟、有效地進行氫氣分離提純。同時滿足進口氫氣濃度低、出口純度高、回收率高、提純能耗低等要求的氣體分離技術，是本領域需要長期研究和攻克的難題。
技術實現要素：
3.本發明的目的在于提供一種用于含氫混合氣的氫氣分離提純裝置與方法，通過膜過濾與電化學提純結合使氫氣提純的純度更高。
4.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于含氫混合氣的氫氣分離提純裝置，其包括：
5.工作塔，在工作塔下方進口處連通有進氣管，工作塔的下方進口處固定有第一單向閥，在工作塔的上方出口處連通有出氣管，工作塔的上方出口處固定有第三單向閥；
6.工作塔的內部從下往上依次設置有膜分離裝置、電化學氫泵裝置、除濕裝置；
7.膜分離裝置包括至少一層鋪設在工作塔內部下端的分離膜，膜分離裝置被分離膜分割為若干空間；
8.在膜分離裝置與電化學氫泵裝置之間固定有第一隔板，第一隔板表面的中心通孔處固定有第一氣泵；
9.電化學氫泵裝置包括陽極電網、陰極電網、質子交換膜，在第一隔板的上方裝有水，陽極電網和陰極電網均固定在工作塔內壁上且浸泡在水中，質子交換膜固定安裝在陽極電網與陰極電網之間，陽極電網位于質子交換膜下側，陰極電網位于質子交換膜上側；
10.中轉箱，其設置在工作塔的一側，用于將經過膜分離和進入電化學氫泵裝置陽極區的混合氣返回至膜分離裝置；
11.除濕裝置包括第二隔板，第二隔板固定安裝在質子交換膜上方，其表面中心對
聲明：
“用于含氫混合氣的氫氣分離提純裝置與方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中石化中原石油工程設計有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
