1.本发明涉及气体分离技术领域，具体为一种用于含氢混合气的氢气分离提纯装置与方法。
背景技术：
2.氢气作为清洁能源正在拓展其在汽车用电源、家庭用发电等用途上的应用，在管道天然气中掺混氢气(或称为混氢天然气)有利于氢气长距离、低成本的输运，是进行氢气输运的有效手段。中低压天然气管网中掺混比例5％-20％的氢气在英国、德国、澳大利亚、法国、意大利等国家已进入项目试点阶段，并且在欧洲开展了从混氢天然气中提纯氢气的hylypure项目(项目资助号843910)。除试验性质的混氢天然气外，煤制合成气、转炉气、冶金的高炉气等场合也是含一定氢气的混合气。从上述混合气中分离提纯的氢气经过加氢反应可以合成高附加值精细化工产品，因此分离提纯技术是实现氢气高附加值利用的必要手段。气体分离技术有深冷技术、变压吸附技术、膜分离技术等，但是对于氢气含量较低(小于20％)的工况，常规气体分离技术难以经济、有效地进行氢气分离提纯。同时满足进口氢气浓度低、出口纯度高、回收率高、提纯能耗低等要求的气体分离技术，是本领域需要长期研究和攻克的难题。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种用于含氢混合气的氢气分离提纯装置与方法，通过膜过滤与电化学提纯结合使氢气提纯的纯度更高。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于含氢混合气的氢气分离提纯装置，其包括：
5.工作塔，在工作塔下方进口处连通有进气管，工作塔的下方进口处固定有第一单向阀，在工作塔的上方出口处连通有出气管，工作塔的上方出口处固定有第三单向阀；
6.工作塔的内部从下往上依次设置有膜分离装置、电化学氢泵装置、除湿装置；
7.膜分离装置包括至少一层铺设在工作塔内部下端的分离膜，膜分离装置被分离膜分割为若干空间；
8.在膜分离装置与电化学氢泵装置之间固定有第一隔板，第一隔板表面的中心通孔处固定有第一气泵；
9.电化学氢泵装置包括阳极电网、阴极电网、质子交换膜，在第一隔板的上方装有水，阳极电网和阴极电网均固定在工作塔内壁上且浸泡在水中，质子交换膜固定安装在阳极电网与阴极电网之间，阳极电网位于质子交换膜下侧，阴极电网位于质子交换膜上侧；
10.中转箱，其设置在工作塔的一侧，用于将经过膜分离和进入电化学氢泵装置阳极区的混合气返回至膜分离装置；
11.除湿装置包括第二隔板，第二隔板固定安装在质子交换膜上方，其表面中心对
声明：
“用于含氢混合气的氢气分离提纯装置与方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中石化中原石油工程设计有限公司
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2025年06月06日 ~ 08日 
