近年来随着大容量氢冷发电机组的相继投产,氢冷发电机内的氢气污染问题越来越引起人们重视.氢气的纯度降低,会导致气体平均密度增大,增加通风损耗从而降低发电机运行效率,严重影响发电机组的安全运行.解决氢冷发电机内氢气污染问题已经成为氢冷发电机组安全高效运行的迫切需要.目前国内外吸附式净化装置以封闭式变温恒压再生工艺为主,吸附剂再生流程比较复杂,设备比较庞大,投资费用高.再生过程和吸附过程同等压力,即和吸附过程相同的压力,再生温度需要高达250℃~350℃.该文以双塔吸附柱交替自动再生操作的变温吸附式以及变压吸附式氢气净化工艺为基础,结合两者的优点,设计了新型变压变压吸附式氢气净化工艺流程(PTSA).采用电热棒直接加热,不消耗再生气;采用水环真空泵来降低再生压力,同时再生温度由250℃~350℃降低到150℃~200℃.该文还描述了变压变温吸附式氢气净化装置的研制过程,对装置安全技术及装置主要部件的设计加工以及其他重要部件的选型进行了分析.该文针对氢气净化装置的关键设备-吸附塔的传热传质作了进一步研究.综合分析吸附床传热传质强化研究成果后,在电热棒管壁加工翅片,以增加传热面积,采用改性后的沸石复合物作吸附剂,以提高吸附剂固有导热系数.最后,该文通过比较试验,测试系统在不同的吸附式净化工艺流程包括变温恒压、变压恒温、变压变温三种吸附循环上的性能情况,为变压变温吸附式氢气净化工艺流程的优越性作试验验证;最后通过改变气体流量、抽真空时间、加热情况等工况测试了吸附床的传质传热性能.