三塔无损气体干燥系统的制作方法

1.本发明涉及气体纯化的技术领域，特别涉及一种三塔无损气体干燥系统。


背景技术：

2.电解水制氢所制取出来的氢气含有少量的氧气和水，进入纯化器的氢气称为粗氢。纯化的目的就是通过触媒剂除去粗氢中的氧，通过干燥剂吸附除去水，纯化后的氢气称为产品气。
3.为能达到高纯度氢气，常用的氢气纯化装置，通常都采用部分产品氢气再生法，部分再生主要是为了连续操作。现有的氢气纯化装置采用无压再生方法，即两个干燥搭工作压力不同，一个干燥塔在系统压力下对气体进行干燥，另外一个干燥塔在系统压力下进行再生。根据干燥塔数量不同可以分为两塔工艺和三塔工艺。其中，现有的三塔纯化装置采用多个二通阀来控制粗氢进入不同的干燥塔内进行干燥，为了满足三塔纯化装置的功能，这就需要在管路上布置多个二通阀来控制气体走向，这不仅导致阀门的使用大幅度增加，从而也会导致控制变得复杂，还使管道布局复杂。使得纯化成本大幅度增加。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种三塔无损气体干燥系统，以解决现有技术中的三塔干燥结构复杂以及两塔干燥氢气外排浪费，且再生速度及氢气纯化效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提供了一种三塔无损气体干燥系统，用于对粗氢进行无损干燥，包括初始冷却器、第一干燥塔、第二干燥塔、第三干燥塔、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器，所述初始冷却器连接外部粗氢入口，其中，所述第一冷却器与所述第一干燥塔连接，所述第二冷却器与所述第二干燥塔连接，所述第三冷却器与所述第三干燥塔连接，其特征在于，所述粗氢分配采用四通阀，所述四通阀的四个端口分别连接所述初始冷却器、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器；所述三塔无损气体干燥系统还包括相互连接的第一干燥氢气管路和第二干燥氢气管路；所述第一干燥塔、所述第二干燥塔和所述第三干燥塔均各自通过一个第一三通阀与所述第一干燥氢气管路、所述第二干燥氢气管路连接；其中，所述第一冷却器与所述第三冷却器之间设有第一辅助连通管，所述第二冷却器与所述第三冷却器之间设有第二辅助连通管，所述第二辅助连通管上设有第一二通阀；所述第一辅助连通管上设有第一单向阀，使得粗氢流向为从所述第三干燥塔流向所述第一干燥塔；并且在所述第一辅助连通管和所述第二辅助连通管之间的管路上设有第二二通阀；在所述四通阀和所述第二辅助连通管之间且连通所述第二冷却器的管道上设有第二单向阀，使得粗氢流向为从所述四通阀流向所述第二干燥塔。
6.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；在所述第一工作状态下，所述第一干燥塔为主工作状态，所述第二干燥塔为再生状态，所述第三干燥塔为次工作状态；在所述第二工作状态下，所述第一干燥塔为再生状态，所述第二干燥塔为次工作状态，所述第三干燥塔为主工
作状态；在第三工作状下，所述第一干燥塔为次工作状态，所述第二干燥塔为主工作状态，所述第三干燥塔为再生状态。
7.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述四通阀包括a、b、c、d四个端口，所述a端口连接所述初始冷却器，所述b端口连接所述第一冷却器，所述c端口连接所述第二冷却器，所述d端口连接所述第三冷却器；在所述第一工作状态下，a端口与b端口连通，c端口与d端口连通，所述第一二通阀和所述第二二通阀均为开启状态；在所述第二工作状态下和在所述第三工作状态下，a端口与d端口连通，c端口与b端口连通；其中，在所述第二工作状态下，所述第一二通阀为开启状态，所述第二二通阀为关闭状态；在所述第三工作状态下，所述第一二通阀为关闭状态，所述第二二通阀为开启状态。
8.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，每个所述第一三通阀包括e、f、g三个端口，所述e端口连接一个干燥塔，所述f端口连接所述第一干燥氢气管路，所述g端口连接所述第二干燥氢气管路；每个所述第一三通阀具有第一连通状态和第二连通状态；其中，所述第一连通状态为e端口和f端口连通，所述第二连通状态为e端口与g端口连通；在所述第一工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态；在所述第二工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态；在所述第三工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态。
9.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括气动薄膜调节阀；所述气动薄膜调节阀设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于调节通过第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。
10.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括流量计，所述流量计设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于读取通过第一干燥氢气管路或者所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。
11.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述三塔无损气体干燥系统还包括排空管路和产品气管路，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口通过一个第二三通阀与所述排空管路和产品气管路连接。
12.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，在所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口处还包括露点检测仪，以检测经过干燥后的气体的露点。
13.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，当所述露点检测仪检测到所述干燥氢气的露点高于-45℃时，所述气动薄膜调节阀关闭，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口与所述排空管路连通。
14.可选的，在所述的三塔无损气体干燥系统中，所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述四通阀、所述第一二通阀、第二二通阀和所述气动薄膜调节阀均为自控阀，由外接的控制器控制其自动切换。
15.与现有技术相比，本技术提供一种三塔无损气体干燥系统，通过在四通阀分别将
所述初始冷却器分别与所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器连接，这样只需要一个四通阀就可以根据第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的工作状态自动的切换粗氢进入对应的干燥塔中，通过采用所述四通阀的切换使用，不影响所述干燥系统的工作和再生的性能，同时对产品气的纯度和露点都没有任何影响。同时再生气体能够回收利用，不排入到大气中，能够对100％的粗氢进行的干燥纯化得到产品气，具有节能减排的效果。同时减少了多个阀门的使用，降低了设备制造及运维成本。不仅结构布局简洁，还可以节约管道的使用，以节约成本。
附图说明
16.图1是本技术实施例提供的一种三塔无损气体干燥系统在第一工作状态下的示意图；
17.图2是本技术实施例提供的一种三塔无损气体干燥系统在第二工作状态下的示意图
18.图3是本技术实施例提供的一种三塔无损气体干燥系统在第三工作状态下的示意图。
19.其中，附图1～3的附图标记说明如下：
20.1-初始冷却器；2-第一干燥塔；3-第二干燥塔；4-第三干燥塔；5-第一冷却器；6-第二冷却器；7-第三冷却器；8-四通阀；9-第一干燥氢气管路；10-第二干燥氢气管路；11-第一三通阀；12-第一辅助连通管；13-第二辅助连通管；14-第一二通阀；15-第一单向阀；16-第二二通阀；17-第二单向阀；18-气动薄膜调节阀；19-流量计；20-排空管路；21-产品气管路；22-第二三通阀；23-露点检测仪。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1～3对本发明提出的三塔无损气体干燥系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
22.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
23.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。本说明书
所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.参阅图1-3，本技术提供了一种三塔无损气体干燥系统，用于对粗氢进行无损干燥，包括初始冷却器1、第一干燥塔2、第二干燥塔3、第三干燥塔4、第一冷却器5、第二冷却器6和第三冷却器7，所述初始冷却器1连接外部粗氢入口，其中，所述第一冷却器5与所述第一干燥塔2连接，所述第二冷却器6与所述第二干燥塔3连接，所述第三冷却器7与所述第三干燥塔4连接，其特征在于，所述粗氢分配采用四通阀8，所述四通阀8的四个端口分别连接所述初始冷却器1、第一冷却器5、第二冷却器6和第三冷却器7；所述三塔无损气体干燥系统还包括相互连接的第一干燥氢气管路9和第二干燥氢气管路10；所述第一干燥塔2、所述第二干燥塔3和所述第三干燥塔4均各自通过一个第一三通阀11与所述第一干燥氢气管路9、所述第二干燥氢气管路10连接；其中，所述第一冷却器5与所述第三冷却器7之间设有第一辅助连通管12，所述第二冷却器6与所述第三冷却器7之间设有第二辅助连通管13，所述第二辅助连通管13上设有第一二通阀14；所述第一辅助连通管12上设有第一单向阀15，使得粗氢流向为从所述第三干燥塔4流向所述第一干燥塔2；并且在所述第一辅助连通管12和所述第二辅助连通管13之间的管路上设有第二二通阀16；在所述四通阀8和所述第二辅助连通管13之间且连通所述第二冷却器6的管道上设有第二单向阀17，使得粗氢流向为从所述四通阀8流向所述第二干燥塔3。
26.其中，需要说明的是，相互连接的第一干燥氢气管路9和第二干燥氢气管路10为可以是两段管路也可以是一段管路的两个部分。
27.通过在四通阀8分别将所述初始冷却器1分别与所述第一冷却器5、所述第二冷却器6、所述第三冷却器7连接，这样只需要一个四通阀8就可以根据第一干燥塔2、第二干燥塔3和第三干燥塔4的工作状态自动的切换粗氢进入对应的干燥塔中，通过采用所述四通阀8的切换使用，不影响所述干燥系统的工作和再生的性能，同时对产品气的纯度和露点都没有任何影响。同时再生气体能够回收利用，不排入到大气中，能够对100％的粗氢进行的干燥纯化得到产品气，具有节能减排的效果。同时减少了多个阀门的使用，降低了设备制造及运维成本。不仅结构布局简洁，还可以节约管道的使用，以节约成本。
28.需要说明的是，所述第一干燥塔2、所述第二干燥塔3、所述第二干燥塔3内均设有分子筛和加热器。控制器根据需要启停加热器。所述分子筛为4a分子筛、5a分子筛和13x分子筛中的一种。其中，所述分子筛的选择根据所述粗氢的种类来选择。例如，所述粗氢体是氢气时，优先选择5a分子筛和13x分子筛中的一种。
29.接着参阅图1-3。所述三塔无损气体干燥系统包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态。如图1所示，在所述第一工作状态下，所述第一干燥塔2为主工作状态，所述第二干燥塔3为再生状态，所述第三干燥塔4为次工作状态。如图2所示，在所述第二工作状态下，所述第一干燥塔2为再生状态，所述第二干燥塔3为次工作状态，所述第三干燥塔4为主工作状态。如图3所示，在第三工作状下，所述第一干燥塔2为次工作状态，所述第二干燥
塔3为主工作状态，所述第三干燥塔4为再生状态。
30.由于每个干燥塔装填量有限，吸水量有限，工作一段时间后，分子筛需再生脱附水后才能工作，本技术三个状态分别给三个干燥塔进行再生。
31.三塔无损气体干燥系统在一个循环周期(24-36小时)内，每台干燥塔都依次经历主工作、次工作、再生状态，从而实现整套系统工作的连续性。由表1-1可以看出，整套系统在一个循环周期内也存在三种工作状态，分别被称作第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态。
32.表1-1：
[0033][0034]
其中，所述四通阀8包括a、b、c、d四个端口，所述a端口连接所述初始冷却器1，所述b端口连接所述第一冷却器5，所述c端口连接所述第二冷却器6，所述d端口连接所述第三冷却器7；在所述第一工作状态下，a端口与b端口连通，c端口与d端口连通，所述第一二通阀14和所述第二二通阀16均为开启状态；在所述第二工作状态下和在所述第三工作状态下，a端口与d端口连通，c端口与b端口连通；其中，在所述第二工作状态下，所述第一二通阀14为开启状态，所述第二二通阀16为关闭状态；在所述第三工作状态下，所述第一二通阀14为关闭状态，所述第二二通阀16为开启状态。
[0035]
每个所述第一三通阀11包括e、f、g三个端口，所述e端口连接一个干燥塔，所述f端口连接所述第一干燥氢气管路9，所述g端口连接所述第二干燥氢气管路10；每个所述第一三通阀11具有第一连通状态和第二连通状态；其中，所述第一连通状态为e端口和f端口连通，所述第二连通状态为e端口与g端口连通；在所述第一工作状态下，与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态；在所述第二工作状态下，与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态；在所述第三工作状态下，与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态。
[0036]
以下以第一工作状态为例分别说明主工作状态、再生状态和次工作状态的特点：
[0037]
主工作状态：粗氢进入的第一干燥塔2处于主工作状态。处于主工作状态的第一干燥塔2内的电加热器不工作，粗氢进入第一干燥塔2，粗氢中的水分被分子筛吸附，氢气流出第一干燥塔2，流出第一干燥塔2的气体即为合格的产品氢气。
[0038]
再生状态：第二干燥塔3处于再生状态，再生气为从主工作状态的第一干燥塔2流
出的产品氢气。再生状态包括加热阶段和吹冷阶段：
[0039]
其中，加热阶段：第二干燥塔3内的加热器开始工作，再生气流先进入第二干燥塔3内筒经电加热器加热后，分子筛层逐渐升温，吸附在分子筛上的水分逐渐解吸，随再生气流流出第二干燥塔3。当干第二燥塔上部温度达到联锁值后，再生完成，加热器自动停止加热；
[0040]
吹冷阶段：再生完成后，气流继续按原路流过第二干燥塔3，使分子筛层降温，直至状态切换。
[0041]
次工作状态：第二干燥塔3解吸出的水分随再生气流流出第二干燥塔3，因此再生气流中含有饱和水，经过第二冷却器6的冷却后，进入第三干燥塔4进行再次吸附，此时第三干燥塔4即处于次工作状态。次工作状态时第三干燥塔4内的电加热器不启动，气流方向与主工作状态相同，处理气量为再生气量。流出第三干燥塔4的氢气即为剩余全部流量的产品氢气。
[0042]
每一种工作状态的工作时间为8～12小时，24～36小时为一周期。所述第一三通阀11、所述第二三通阀22、所述四通阀8、所述第一二通阀14和所述第二二通阀16的切换由plc程序控制，无需手动。
[0043]
所述三塔无损气体干燥系统还包括气动薄膜调节阀18；所述气动薄膜调节阀18设置在所述第一干燥氢气管路9上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路10上，用于调节通过第一干燥氢气管路9和所述第二干燥氢气管路10的干燥氢气的比例。
[0044]
所述三塔无损气体干燥系统还包括流量计19，所述流量计19设置在所述第一干燥氢气管路9上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路10上，用于读取通过第一干燥氢气管路9或者所述第二干燥氢气管路10的干燥氢气的比例。
[0045]
所述三塔无损气体干燥系统还包括排空管路20和产品气管路21，所述第一干燥氢气管路9和所述第二干燥氢气管路10的汇合口通过一个第二三通阀22与所述排空管路20和产品气管路21连接。
[0046]
在所述第一干燥氢气管路9和所述第二干燥氢气管路10的汇合口处还包括露点检测仪23，以检测经过干燥后的气体的露点。
[0047]
当所述露点检测仪23检测到所述干燥氢气的露点高于-45℃时，所述气动薄膜调节阀18关闭，所述第一干燥氢气管路9和所述第二干燥氢气管路10的汇合口与所述排空管路20连通。
[0048]
所述第一三通阀11、所述第二三通阀22、所述四通阀8、所述第一二通阀14、第二二通阀16和所述气动薄膜调节阀18均为自控阀，由外接的控制器控制其自动切换。
[0049]
以下分别具体描述三种工作状态下，氢气进行干燥的工作流程：
[0050]
具体参照图1，在第一工作状态下，a端口与b端口连通，c端口与d端口连通，所述第一二通阀14和所述第二二通阀16均为开启状态；所述第一二通阀14和所述第二二通阀16均为开启状态。与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态。第一干燥塔2为主工作状态，第二干燥塔3为再生状态，第三干燥塔4为次工作状态，粗氢干燥过程具体如下：
[0051]
粗氢从所述初始冷却器1出来后通过a端口与b端口进入所述第一冷却器5后流入所述第一干燥塔2内干燥，经过干燥的气体经过对应的第一三通阀11进入第二干燥管路，大
部分干燥气经过露点检测仪23检测合格后经过所述第一干燥氢气管路9、所述第二干燥氢气管路10、所述排空管路20和产品气管路21的汇合口第一三通阀11进入所述产品气管路21。剩余部分干燥气作为再生气从所述第二干燥氢气管路10进入所述第二干燥塔3进行再生后进入第二冷却器6进行冷却，冷却之后分别经过所述第一二通阀14、所述第二二通阀16后进入所述第三冷却器7，再次经过冷却后，进入所述第三干燥塔4进行再次干燥，再生气中的水分被第三干燥中的分子筛吸附，流出第三干燥塔4的气体即为合格的产品氢气。
[0052]
具体参照图2，在第二工作状态下，a端口与d端口连通，c端口与b端口连通；所述第一二通阀14为关闭状态，所述第二二通阀16为开启状态。与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态。第一干燥塔2为再生状态，第二干燥塔3为次工作状态，第三干燥塔4为工作状态。氢气干燥过程具体如下：
[0053]
粗氢从所述初始冷却器1出来后通过a端口与d端口连通并经过第二二通阀16进入所述第三冷却器7后流入所述第三干燥塔4内干燥，经过干燥的气体经过对应的第一三通阀11进入第二干燥管路，大部分干燥气经过露点检测仪23检测合格后经过所述第一干燥氢气管路9、所述第二干燥氢气管路10、所述排空管路20和产品气管路21的汇合口第一三通阀11进入所述产品气管路21。剩余部分干燥气作为再生气从所述第二干燥氢气管路10进入所述第一干燥塔2进行再生后进入第一冷却器5进行冷却，冷却之后分别b端口、c端口、所述第二单向阀17后进入所述第二冷却器6，再次经过冷却后，进入所述第二干燥塔3进行再次干燥，再生气中的水分被第二干燥塔3中的分子筛吸附，流出第二干燥塔3的气体即为合格的产品氢气。
[0054]
具体参照图3，在第三工作状态状态下，a端口与d端口连通，c端口与b端口连通；所述第一二通阀14为关闭状态，所述第二二通阀16为开启状态。与所述第一干燥塔2连接的第一三通阀11处于所述第一连通状态，与所述第二干燥塔3连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔4连接的第一三通阀11处于所述第二连通状态。第一干燥塔2为次工作状态，第二干燥塔3为主工作状态，第三干燥塔4为再生状态，氢气干燥过程具体如下：
[0055]
粗氢从所述初始冷却器1出来后通过a端口与d端口连通，并经过所述第二二通阀16进入所述第二冷却器6后流入所述第二干燥塔3内干燥，经过干燥的气体经过对应的第一三通阀11进入第二干燥管路，大部分干燥气经过露点检测仪23检测合格后经过所述第一干燥氢气管路9、所述第二干燥氢气管路10、所述排空管路20和产品气管路21的汇合口第一三通阀11进入所述产品气管路21。剩余部分干燥气作为再生气从所述第二干燥氢气管路10进入所述第三干燥塔4进行再生后进入第三冷却器7进行冷却，冷却之后经过第一辅助连通管12路进入所述第一冷却器5，再次经过冷却后，进入所述第一干燥塔2进行再次干燥，再生气中的水分被第一干燥塔2中的分子筛吸附，流出第一干燥塔2的气体即为合格的产品氢气。
[0056]
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：
1.一种三塔无损气体干燥系统，用于对粗氢进行无损干燥，包括初始冷却器、第一干燥塔、第二干燥塔、第三干燥塔、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器，所述初始冷却器连接外部粗氢入口，其中，所述第一冷却器与所述第一干燥塔连接，所述第二冷却器与所述第二干燥塔连接，所述第三冷却器与所述第三干燥塔连接，其特征在于，所述粗氢分配采用四通阀，所述四通阀的四个端口分别连接所述初始冷却器、第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器；所述三塔无损气体干燥系统还包括相互连接的第一干燥氢气管路和第二干燥氢气管路；所述第一干燥塔、所述第二干燥塔和所述第三干燥塔均各自通过一个第一三通阀与所述第一干燥氢气管路、所述第二干燥氢气管路连接；其中，所述第一冷却器与所述第三冷却器之间设有第一辅助连通管，所述第二冷却器与所述第三冷却器之间设有第二辅助连通管，所述第二辅助连通管上设有第一二通阀；所述第一辅助连通管上设有第一单向阀，使得粗氢流向为从所述第三干燥塔流向所述第一干燥塔；并且在所述第一辅助连通管和所述第二辅助连通管之间的管路上设有第二二通阀；在所述四通阀和所述第二辅助连通管之间且连通所述第二冷却器的管道上设有第二单向阀，使得粗氢流向为从所述四通阀流向所述第二干燥塔。2.根据权利要求1所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述三塔无损气体干燥系统包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；在所述第一工作状态下，所述第一干燥塔为主工作状态，所述第二干燥塔为再生状态，所述第三干燥塔为次工作状态；在所述第二工作状态下，所述第一干燥塔为再生状态，所述第二干燥塔为次工作状态，所述第三干燥塔为主工作状态；在第三工作状下，所述第一干燥塔为次工作状态，所述第二干燥塔为主工作状态，所述第三干燥塔为再生状态。3.根据权利要求2所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述四通阀包括a、b、c、d四个端口，所述a端口连接所述初始冷却器，所述b端口连接所述第一冷却器，所述c端口连接所述第二冷却器，所述d端口连接所述第三冷却器；在所述第一工作状态下，a端口与b端口连通，c端口与d端口连通，所述第一二通阀和所述第二二通阀均为开启状态；在所述第二工作状态下和在所述第三工作状态下，a端口与d端口连通，c端口与b端口连通；其中，在所述第二工作状态下，所述第一二通阀为开启状态，所述第二二通阀为关闭状态；在所述第三工作状态下，所述第一二通阀为关闭状态，所述第二二通阀为开启状态。4.根据权利要求3所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，每个所述第一三通阀包括e、f、g三个端口，所述e端口连接一个干燥塔，所述f端口连接所述第一干燥氢气管路，所述g端口连接所述第二干燥氢气管路；每个所述第一三通阀具有第一连通状态和第二连通状态；其中，所述第一连通状态为e端口和f端口连通，所述第二连通状态为e端口与g端口连通；在所述第一工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态；在所述第二工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态；在所述第三工作状态下，与所述第一干燥塔连接的第一三通阀处于所述第一连通状态，与所述第二干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态，与所述第三干燥塔连接的第一三通阀处于所述第二连通状态。
5.根据权利要求1所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述三塔无损气体干燥系统还包括气动薄膜调节阀；所述气动薄膜调节阀设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于调节通过第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。6.根据权利要求5所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述三塔无损气体干燥系统还包括流量计，所述流量计设置在所述第一干燥氢气管路上，或者，设置在所述第二干燥氢气管路上，用于读取通过第一干燥氢气管路或者所述第二干燥氢气管路的干燥氢气的比例。7.根据权利要求5所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述三塔无损气体干燥系统还包括排空管路和产品气管路，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口通过一个第二三通阀与所述排空管路和产品气管路连接。8.根据权利要求7所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，在所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口处还包括露点检测仪，以检测经过干燥后的气体的露点。9.根据权利要求8所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，当所述露点检测仪检测到所述干燥氢气的露点高于-45℃时，所述气动薄膜调节阀关闭，所述第一干燥氢气管路和所述第二干燥氢气管路的汇合口与所述排空管路连通。10.根据权利要求1所述的三塔无损气体干燥系统，其特征在于，所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述四通阀、所述第一二通阀、第二二通阀和所述气动薄膜调节阀均为自控阀，由外接的控制器控制其自动切换。

技术总结
本申请提供了一种三塔无损气体干燥系统，通过在四通阀分别将所述初始冷却器分别与所述第一冷却器、所述第二冷却器、所述第三冷却器连接，这样只需要一个四通阀就可以根据第一干燥塔、第二干燥塔和第三干燥塔的工作状态自动的切换粗氢进入对应的干燥塔中，通过采用所述四通阀的切换使用，不影响所述干燥系统的工作和再生的性能，同时对产品气的纯度和露点都没有任何影响。同时再生气体能够回收利用，不排入到大气中，能够对100％的粗氢进行的干燥纯化得到产品气，具有节能减排的效果。同时减少了多个阀门的使用，降低了设备制造及运维成本。不仅结构布局简洁，还可以节约管道的使用，以节约成本。以节约成本。以节约成本。


技术研发人员：王炳浩 白杨 李瑞平 严敏 崔巍 曲斐 刘一扬 邬恬 周奇 苏泽宇 孙磊
受保护的技术使用者：鄂尔多斯市碳中和研究应用有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/11