(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9.5(22)申请日2022.05.24(73)专利权人阳光氢能科技有限公司地址230088安徽省合肥市高新区铭传路188号柏堰产业服务中心616室(72)发明人(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师(51)Int.Cl.C01B3/50(2006.01)C25B1/04(2021.01)B01D53/26(2006.01)B01D53/02(2006.01)B01D53/46(2006.01)B01D53/76(2006.01)B01J20/34(2006.01)(54)实用新型名称氢气纯化装置和电解水制氢系统(57)摘要本实用新型实施例公开了一种氢气纯化装置和电解水制氢系统。该氢气纯化装置包含：预热模块、脱氧模块、冷却干燥模块以及再生干燥模块；脱氧模块与预热模块连通，脱氧模块用于去除通过预热模块导入的粗氢中的氧气，得到脱氧氢；预热模块用于利用导入的脱氧氢散发的热量给通过预热模块导入到脱氧模块的粗氢预热；冷却干燥模块与预热模块连通，冷却干燥模块用于冷却脱氧氢，并去除脱氧氢中的水分，得到纯氢；再生干燥模块与预热模块连通，再生干燥模块用于利用通过预热模块导入的纯氢去除再生干燥模块中的水分；预热模块用于利用导入的脱氧氢散发的热量给通过预热模块导入到再生干燥模块的纯氢预热。本方案可以充分的利用粗氢脱氧后的热能。权利要求书2页说明书7页附图4页CN2176276251.一种氢气纯化装置，其特征是，包括：预热模块、脱氧模块、冷却干燥模块以及再生干燥模块；所述脱氧模块与所述预热模块连通，所述脱氧模块用于去除通过所述预热模块导入的粗氢中的氧气，得到脱氧氢；所述预热模块用于利用导入的所述脱氧氢散发的热量给通过所述预热模块导入到所述脱氧模块的所述粗氢预热；所述冷却干燥模块与所述预热模块连通，所述冷却干燥模块用于冷却所述脱氧氢，并去除所述脱氧氢中的水分，得到纯氢；所述再生干燥模块与所述预热模块连通，所述再生干燥模块用于利用通过所述预热模块导入的所述纯氢去除所述再生干燥模块中的水分；所述预热模块用于利用导入的所述脱氧氢散发的热量给通过所述预热模块导入到所述再生干燥模块的所述纯氢预热。2.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述预热模块包括脱氧预热单元和再生预热单元；所述脱氧模块和所述再生预热单元均与所述脱氧预热单元连通，所述再生干燥模块和所述冷却干燥模块均与所述再生预热单元连通；所述脱氧预热单元用于利用通过所述脱氧模块导入的所述脱氧氢散发的热量给通过所述脱氧预热单元导入到所述脱氧模块的粗氢预热；所述再生预热单元用于利用通过所述脱氧预热单元导入的所述脱氧氢散发的热量给通过所述再生预热单元导入到所述再生干燥模块的纯氢预热。3.依据权利要求2所述的氢气纯化装置，其特征是，所述脱氧预热单元包括粗氢进气口、粗氢出气口、第一脱氧氢进气口以及第一脱氧氢出气口；在所述脱氧预热单元内部，所述粗氢进气口和所述粗氢出气口连通，所述第一脱氧氢进气口和所述第一脱氧氢出气口连通；在所述脱氧预热单元外部，所述粗氢进气口与粗氢导气管连通，所述粗氢出气口与所述脱氧模块的进气口连通，所述脱氧模块的出气口与所述第一脱氧氢进气口连通，所述第一脱氧氢出气口与所述再生预热单元连通。4.依据权利要求2所述的氢气纯化装置，其特征是，所述再生预热单元包括第二脱氧氢进气口、第二脱氧氢出气口、纯氢进气口以及纯氢出气口；在所述再生预热单元内部，所述第二脱氧氢进气口与所述第二脱氧氢出气口连通，所述纯氢进气口与所述纯氢出气口连通；在所述再生预热单元外部，所述第二脱氧氢进气口与所述脱氧预热单元连通，所述第二脱氧氢出气口与所述冷却干燥模块的进气口连通，所述冷却干燥模块的出气口与所述纯氢进气口连通，所述纯氢出气口与所述再生干燥模块的进气口连通。5.依据权利要求2所述的氢气纯化装置，其特征是，所述脱氧预热单元包括第一换热所述再生预热单元包括第二换热器。6.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述冷却干燥模块包括冷却单元、气水分离单元以及干燥单元；所述冷却单元与所述预热模块连通，所述冷却单元用于液化通过所述预热模块导入的所述脱氧氢中掺杂的水汽；CN217627625所述气水分离单元与所述冷却单元连通，所述气水分离单元用于滤除通过所述冷却单元导入的所述脱氧氢中混合的液态水；所述干燥单元与所述气水分离单元连通，所述干燥单元用于吸附通过所述气水分离单元导入的所述脱氧氢中掺杂的少量水汽，得到所述纯氢。7.依据权利要求6所述的氢气纯化装置，其特征是，所述干燥单元包括排气口；所述排气口包括第一排气支口和第二排气支口；所述第一排气支口与所述预热模块连通，所述第二排气支口与纯氢导气管连通。8.依据权利要求6所述的氢气纯化装置，其特征是，所述冷却单元包括脱氧冷却器；所述气水分离单元包括气水分离器；所述干燥单元包括干燥器。9.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述脱氧模块包括脱氧器。10.一种电解水制氢系统，其特征是，包括权利要求1‑9任一项所述的氢气纯化装置。CN217627625氢气纯化装置和电解水制氢系统技术领域[0001]本实用新型实施例涉及氢气纯化技术领域，尤其涉及一种氢气纯化装置和电解水制氢系统。背景技术[0002]近年来热能的回收利用慢慢的受到重视，国家也相应出台了《能源法》等一系列政策、法规和措施，加大了对节能减排的实施力度。[0003]现有电解水制氢的氢气纯化装置中脱氧模块设有电加热器，加热后的粗氢完成脱氧反应后得到的氢气温度很高，现有的氢气纯化装置是将得到的高温氢气直接通入冷却器进行冷却，使高温氢气中含有的水汽冷凝成液态水，而后利用气水分离器将水除去。由此可知，上述过程中高温氢气的热能直接被冷却液带走，存在氢气纯化过程中热能的浪费，会在某些特定的程度上增加氢气纯化装置的能耗。实用新型内容[0004]本实用新型实施例提供一种氢气纯化装置和电解水制氢系统，以充分的利用粗氢脱氧后的热能，减小氢气纯化装置的能耗。[0005]第一方面，本实用新型实施例提供了一种氢气纯化装置，其预热模块、脱氧模块、冷却干燥模块以及再生干燥模块；[0006]脱氧模块与预热模块连通，脱氧模块用于去除通过预热模块导入的粗氢中的氧气，得到脱氧氢；预热模块用于利用导入的脱氧氢散发的热量给通过预热模块导入到脱氧模块的粗氢预热；[0007]冷却干燥模块与预热模块连通，冷却干燥模块用于冷却脱氧氢，并去除脱氧氢中的水分，得到纯氢；[0008]再生干燥模块与预热模块连通，再生干燥模块用于利用通过预热模块导入的纯氢去除再生干燥模块中的水分；预热模块用于利用导入的脱氧氢散发的热量给通过预热模块导入到再生干燥模块的纯氢预热。[0009]可选地，预热模块包括脱氧预热单元和再生预热单元；[0010] 脱氧模块和再生预热单元均与脱氧预热单元连通，再生干燥模块和冷却干燥模块 均与再生预热单元连通； [0011] 脱氧预热单元用于利用通过脱氧模块导入的脱氧氢散发的热量给通过脱氧预热 单元导入到脱氧模块的粗氢预热； [0012] 再生预热单元用于利用通过脱氧预热单元导入的脱氧氢散发的热量给通过再生 预热单元导入到再生干燥模块的纯氢预热。 [0013] 可选地，脱氧预热单元包括粗氢进气口、粗氢出气口、第一脱氧氢进气口以及第一 脱氧氢出气口； [0014] 在脱氧预热单元内部，粗氢进气口和粗氢出气口连通，第一脱氧氢进气口和第一 CN217627625 脱氧氢出气口连通；[0015] 在脱氧预热单元外部，粗氢进气口与粗氢导气管连通，粗氢出气口与脱氧模块的 进气口连通，脱氧模块的出气口与第一脱氧氢进气口连通，第一脱氧氢出气口与再生预热 单元连通。 [0016] 可选地，再生预热单元包括第二脱氧氢进气口、第二脱氧氢出气口、纯氢进气口以 及纯氢出气口； [0017] 在再生预热单元内部，第二脱氧氢进气口与第二脱氧氢出气口连通，纯氢进气口 与纯氢出气口连通； [0018] 在再生预热单元外部，第二脱氧氢进气口与脱氧预热单元连通，第二脱氧氢出气 口与冷却干燥模块的进气口连通，冷却干燥模块的出气口与纯氢进气口连通，纯氢出气口 与再生干燥模块的进气口连通。 [0019] 可选地，脱氧预热单元包括第一换热器； [0020] 再生预热单元包括第二换热器。 [0021] 可选地，冷却干燥模块包括冷却单元、气水分离单元以及干燥单元； [0022] 冷却单元与预热模块连通，冷却单元用于液化通过预热模块导入的脱氧氢中掺杂 的水汽； [0023] 气水分离单元与冷却单元连通，气水分离单元用于滤除通过冷却单元导入的脱氧 氢中混合的液态水； [0024] 干燥单元与气水分离单元连通，干燥单元用于吸附通过气水分离单元导入的脱氧 氢中掺杂的少量水汽，得到纯氢。 [0025] 可选地，干燥单元包括排气口；排气口包括第一排气支口和第二排气支口； [0026] 第一排气支口与预热模块连通，第二排气支口与纯氢导气管连通。 [0027] 可选地，冷却单元包括脱氧冷却器； [0028] 气水分离单元包括气水分离器； [0029] 干燥单元包括干燥器。 [0030] 可选地，脱氧模块包括脱氧器。 [0031] 第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电解水制氢系统，其包括上述实施例 中任意提出的氢气纯化装置。 [0032] 本实用新型实施例，脱氧模块与预热模块连通，预热模块可通过导入的脱氧氢 散发的热量给通过预热模块导入到脱氧模块的粗氢预热，可以在某些特定的程度上减小粗氢在脱 氧模块中的热量吸收，减小脱氧模块中电加热过程的能耗，达到了节能的目的。冷却干燥模 块和再生干燥模块均与预热模块连通，预热模块可通过导入的脱氧氢散发的热量给通过 预热模块导入到再生干燥模块的纯氢预热，可以在某些特定的程度上减小纯氢在再生干燥模块中 的热量吸收，减小再生干燥模块内中电加热过程的能耗，达到了节能的目的。此外，粗氢导 入脱氧模块前和纯氢导入再生干燥模块前均在预热模块内进行预热，能吸收走脱氧氢部 分热量，能减小冷却干燥模块给脱氧氢进行降温使用的换热面积，从而减小了冷却液的 用量，在某些特定的程度上减小了氢气纯化装置的运行的成本。综上，相比于现存技术，本方案可以 充分的利用粗氢脱氧后的热能，减小氢气纯化装置的能耗，减小氢气纯化装置的运行的成本。 CN217627625 附图说明[0033] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够准确的通过这些附图 获得其他的附图。 [0034] 图1为本实用新型实施例提供的一种氢气纯化装置的结构示意图； [0035] 图2为本实用新型实施例提供的另一种氢气纯化装置的结构示意图； [0036] 图3为本实用新型实施例提供的另一种氢气纯化装置的结构示意图； [0037] 图4为本实用新型实施例提供的另一种氢气纯化装置的结构示意图； [0038] 图5为本实用新型实施例提供的另一种氢气纯化装置的结构示意图； [0039] 图6为本实用新型实施例提供的一种电解水制氢系统的结构示意图。 具体实施方式 [0040] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实 施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实 施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应 当属于本实用新型保护的范围。 [0041] 需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样