本发明涉及离网制氢，尤其涉及一种离网制氢气体干燥系统和方法。
背景技术：
1、发电侧的波动性和间歇性给离网制氢带来了很多技术难题，其中面临的关键技术难题之一是间歇制取的氢气难以适配氢气干燥装置长期稳定运行。目前相关技术需连续提供原料气体流量，以保证再生过程能够顺利完成。原料气体中断直接影响再生加热过程，特别是再生加热停止较长时间后，继续再生与前序再生存在较大温度差，造成再生终点温度达不到设定值，进而造成吸附剂再生不彻底，从而影响产品氢气露点。此外，由于上游可再生能源波动工况，造成产氢量波动范围较大，单一输出气体压力调节阀无法快速稳定实现宽负荷工况下的出氢压力调节。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本发明的实施例提出一种离网制氢气体干燥系统，该离网制氢气体干燥系统具有适应间歇运行要求、抗干扰能力强、工作负荷流量范围大的优点。
3、根据本发明实施例的离网制氢气体干燥系统，干燥机构、再生机构和超压保护机构，进气管路通过工作管路与出气管路相连通，安全泄压管路通过安全支路与所述干燥机构相连通，所述再生机构通过再生管路和辅助管路与所述干燥机构相连通，所述工作管路包括第一支路和第二支路，所述再生管路包括第一主路、第二主路、第三支路和第四支路，所述辅助管路包括第三主路、第四主路、第五支路和第六支路，所述第一支路、第二支路、所述第三支路、第四支路、所述第五支路、第六支路和所述安全支路形成一组支路组；
4、所述干燥机构包括第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器，所述第一干燥器、所述第二干燥器和所述第三干燥器分别对应一组所述支路组；
5、所述再生机构包括再生冷却器、再生加热器、再生气体流量调节阀和再生气液分离器，所述再生冷却器与所述再生气液分离器串联，所述再生气体流量调节阀位于所述出气管路上，所述再生加热器的进料端与所述再生气体流量调节阀和所述第二支路之间的所述出气管路相连通，所述再生加热器的出料端与所述第一主路相连通，所述第二主路与所述再生冷却器的入口相连通，所述再生气液分离器的出口与所述第三主路相连通，所述第四主路与所述干燥机构和所述出气管路相连通；
6、所述超压保护机构包括安全阀和压力变送器，所述安全阀布置在所述安全支路上，所述压力变送器与所述第三支路相连通，所述安全阀和所述压力变送器与所述支路组一一对应布置。
7、根据本发明实施例的离网制氢气体干燥系统具有适应间歇运行要求、抗干扰能力强、工作负荷流量范围大的优点。本技术具有以下优势：通过对干燥器优化设计，精准控制连续运行和间歇运行期间干燥器区间温度，有效解决再生中断对再生效果的影响，拓宽工作负荷流量范围。通过对输出气体调压阀优化设计，实现输出气体流量宽范围精准调压。设计干燥器和加热器超压保护装置，提升系统运行的安全性。特别的匹配风光离网制氢工况，实现间歇运行要求。
8、在一些实施例中，所述第一干燥器的进气口通过第一支路与所述进气管路相连，所述第一干燥器的出气口通过第二支路与所述出气管路相连，所述第三支路将所述第一主路与所述第一支路相连，所述第四支路将所述第二支路与所述第二主路相连通，所述再生气液分离器与所述辅助主路相连通，所述第三主路通过第五支路与所述第一支路相连，所述第六支路与所述第四主路相连通；
9、所述第二干燥器的进气口通过第一支路与所述进气管路相连，所述第一干燥器的出气口通过第二支路与所述出气管路相连，所述第三支路将所述第一主路与所述第一支路相连，所述第四支路将所述第二支路与所述第二主路相连通，所述第三主路通过第五支路与所述第一支路相连，所述第六支路与所述第四主路相连通；
10、所述第三干燥器的进气口通过第一支路与所述进气管路相连，所述第一干燥器的出气口通过第二支路与所述出气管路相连，所述第三支路将所述第一主路与所述第一支路相连，所述第四支路将所述第二支路与所述第二主路相连通，所述第三主路通过第五支路与所述第一支路相连，所述第六支路与所述第四主路相连通。
11、在一些实施例中，所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器均具有工作状态进气阀、工作状态出气阀、再生状态进气阀、辅助工作状态进气阀、再生状态出气阀和辅助工作状态出气阀，所述工作状态进气阀位于所述第一支路上，所述工作状态出气阀位于所述第二支路上，所述再生状态进气阀位于所述第三支路上，所述再生状态出气阀位于所述第四支路上，所述辅助工作状态进气阀位于所述第五支路上，所述辅助工作状态出气阀位于所述第六支路上。
12、在一些实施例中，所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器的结构相同，所述第一干燥器包括保温层、筒体、加热元件和温度变送器，所述保温层布置在所述筒体的外表面用以减少所述筒体热量流失，至少三个所述加热元件布置在所述筒体和所述保温层之间用以加热所述筒体，至少三个所述温度变送器分别布置在所述筒体的内侧和外侧用以监测所述筒体温度。
13、在一些实施例中，所述第一主路临近再生加热器的出料端的一侧上布置再生加热出口压力变送器，所述第一主路与所述安全泄压管路之间通过支路管路相连，再生放空阀与再生出口安全阀位于不同的支路管路上且并联，所述再生冷却器上设置再生冷却水进口和再生冷却水出口，所述再生气液分离器上设置排污口。
14、在一些实施例中，离网制氢气体干燥系统还包括压力调节机构，所述压力调节机构包括依次设置在所述出气管路上的输出气体流量计和输出气体压力变送器，再生气体流量计位于所述第二主路与所述出气管路之间的管路上，所述出气管路与输出气体出口相连，多个输出气体压力调节阀位于所述出气管路邻近所述输出气体出口一侧并相互并联。
15、根据本发明实施例的离网制氢气体干燥方法，离网制氢气体干燥方法包括以下步骤：
16、气体干燥装置包括第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器三个干燥器，第一干燥器、第二干燥器、第三干燥器均具有工作状态、再生状态和辅助工作状态，所述工作状态包括工作吸附状态和工作等待状态，所述再生状态包括再生加热状态、再生热备状态、再生吹冷状态和再生等待状态，所述辅助工作状态包括辅助工作吸附状态和辅助工作等待状态，气体干燥装置的状态由工作状态、再生状态、入辅助工作状态依次循环进行，所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器均具有工作状态进气阀、工作状态出气阀、再生状态进气阀、辅助工作状态进气阀、再生状态出气阀和辅助工作状态出气阀，再生机构包括再生冷却器、再生加热器和再生气液分离器，所述再生冷却器与所述再生气液分离器串联，再生加热器的出料端的再生出口安全阀、再生加热出口压力变送器和再生放空阀配合进行超压安全泄放，压力调节机构包括多个输出气体压力调节阀，出气管路与输出气体出口相连，多个所述输出气体压力调节阀位于所述出气管路邻近所述输出气体出口一侧并相互并联；
17、所述第一干燥器、所述第二干燥器、所述第三干燥器依次处于工作状态、再生状态和辅助工作状态，所述工作吸附状态和所述工作等待状态、所述辅助工作吸附状态和所述辅助工作等待状态均重复一次以与所述再生状态相匹配；
18、若所述第一干燥器、所述第二干燥器、所述第三干燥器中任意一个处于再生加热状态时出现中断，则对应的干燥器进入再生热备状态，所述再生热备状态结束后重新进入所述再生加热状态，处于工作状态和辅助工作状态的干燥器重复循环以与处于所述再生状态的干燥器相匹配；
19、若所述气体干燥装置中任意一个处于再生加热状态的干燥器再次出现中断，则对应的干燥器进入再生热备状态，所述再生热备状态结束后重新进入所述再生加热状态，处于工作状态和辅助工作状态的干燥器重复循环以与处于所述再生状态的干燥器相匹配；
20、若所述第一干燥器、所述第二干燥器、所述第三干燥器中任意一个处于再生吹冷状态时出现中断，则对应的干燥器进入再生等待状态，所述再生等待状态结束后重新进入所述再生吹冷状态，处于工作状态和辅助工作状态的干燥器重复循环以与处于所述再生状态的干燥器相匹配；
21、若所述气体干燥装置中任意一个处于再生吹冷状态的干燥器再次出现中断，则对应的干燥器进入再生等待状态，所述再生等待状态结束后重新进入所述再生吹冷状态，处于工作状态和辅助工作状态的干燥器重复循环以与处于所述再生状态的干燥器相匹配。
22、在一些实施例中，所述气体干燥装置的干燥器在工作吸附状态下允许进入最大原料气体流量x0，工作吸附状态下全部原料气体流量x1经工作状态进气阀进入对应的干燥器，吸附后经工作状态出气阀输出，调节部分气体流量x2用于再生，且x2为非定值，另一部分气体流量x3与完成再生后回流气体流量x2汇合后经计量后输出，其中0＜x1≤x0，且x1＝x2+x3；当x1＝0时，对应干燥器由工作吸附状态转为工作等待状态，对应干燥器的工作状态进气阀、出气阀、再生流量调节阀处于关闭状态；
23、所述气体干燥装置的干燥器在再生加热状态下，所述部分气体流量x2经所述再生加热器加热至设定温度t0℃后流入处于再生状态的干燥器内，经处理后气体进入所述再生冷却器冷却后进行再生气液分离，其中0＜x2≤x1；当x2＝0时，由再生加热状态转为再生热备状态，所述再生状态进气阀和所述再生状态出气阀处于关闭状态，在再生吹冷状态下，所述部分气体流量x2流向与所述再生加热状态相同，所述再生加热器处于非加热状态，其中0＜x2≤x1；当x2＝0时，再生吹冷状态转为再生等待状态，所述再生状态进气阀和所述再生状态出气阀处于关闭状态，所述再生加热器处于非加热状态；
24、所述气体干燥装置的干燥器在辅助工作吸附状态下，由再生气液分离流出的所述部分气体流量x2流入处于辅助工作状态的干燥器内，吸附后的干燥气体与所述另一部分气体流量x3汇合后输出，其中0＜x2≤x1，且x1＝x2+x3；当x2＝0时，辅助工作吸附状态转为辅助工作等待状态，所述辅助工作状态进气阀和所述辅助工作状态出气阀处于关闭状态。
25、在一些实施例中，再生加热状态过程中，当x2＝0时，再生加热状态干燥器筒体外部的多个加热元件处于加热状态用于维持干燥器筒体内部温度在a℃；再生热备状态再次转变为再生加热状态时，即x2＞0时，干燥器筒体内部温度处于b℃，a与b之间的差值的绝对值小于等于3。
26、在一些实施例中，压力调节机构包括三个输出气体压力调节阀，第一个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n1～x0，第二个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n2～n3，第三个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n4～n5，其中，n5＜n4＜n3＜n2＜n1＜x0。
1.一种离网制氢气体干燥系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的离网制氢气体干燥系统，其特征在于，所述第一干燥器的进气口通过第一支路与所述进气管路相连，所述第一干燥器的出气口通过第二支路与所述出气管路相连，所述第三支路将所述第一主路与所述第一支路相连，所述第四支路将所述第二支路与所述第二主路相连通，所述再生气液分离器与所述辅助主路相连通，所述第三主路通过第五支路与所述第一支路相连，所述第六支路与所述第四主路相连通；
3.根据权利要求2所述的离网制氢气体干燥系统，其特征在于，所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器均具有工作状态进气阀、工作状态出气阀、再生状态进气阀、辅助工作状态进气阀、再生状态出气阀和辅助工作状态出气阀，所述工作状态进气阀位于所述第一支路上，所述工作状态出气阀位于所述第二支路上，所述再生状态进气阀位于所述第三支路上，所述再生状态出气阀位于所述第四支路上，所述辅助工作状态进气阀位于所述第五支路上，所述辅助工作状态出气阀位于所述第六支路上。
4.根据权利要求1所述的离网制氢气体干燥系统，其特征在于，所述第一干燥器、第二干燥器和第三干燥器的结构相同，所述第一干燥器包括保温层、筒体、加热元件和温度变送器，所述保温层布置在所述筒体的外表面用以减少所述筒体热量流失，至少三个所述加热元件布置在所述筒体和所述保温层之间用以加热所述筒体，至少三个所述温度变送器分别布置在所述筒体的内侧和外侧用以监测所述筒体温度。
5.根据权利要求1所述的离网制氢气体干燥系统，其特征在于，所述第一主路临近再生加热器的出料端的一侧上布置再生加热出口压力变送器，所述第一主路与所述安全泄压管路之间通过支路管路相连，再生放空阀与再生出口安全阀位于不同的支路管路上且并联，所述再生冷却器上设置再生冷却水进口和再生冷却水出口，所述再生气液分离器上设置排污口。
6.根据权利要求1所述的离网制氢气体干燥系统，其特征在于，还包括压力调节机构，所述压力调节机构包括依次设置在所述出气管路上的输出气体流量计和输出气体压力变送器，再生气体流量计位于所述第二主路与所述出气管路之间的管路上，所述出气管路与输出气体出口相连，多个输出气体压力调节阀位于所述出气管路邻近所述输出气体出口一侧并相互并联。
7.离网制氢气体干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的离网制氢气体干燥方法，其特征在于，所述气体干燥装置的干燥器在工作吸附状态下允许进入最大原料气体流量x0，工作吸附状态下全部原料气体流量x1经工作状态进气阀进入对应的干燥器，吸附后经工作状态出气阀输出，调节部分气体流量x2用于再生，且x2为非定值，另一部分气体流量x3与完成再生后回流气体流量x2汇合后经计量后输出，其中0＜x1≤x0，且x1＝x2+x3；当x1＝0时，对应干燥器由工作吸附状态转为工作等待状态，对应干燥器的工作状态进气阀、出气阀、再生流量调节阀处于关闭状态；
9.根据权利要求7所述的离网制氢气体干燥方法，其特征在于，再生加热状态过程中，当x2＝0时，再生加热状态干燥器筒体外部的多个加热元件处于加热状态用于维持干燥器筒体内部温度在a℃；再生热备状态再次转变为再生加热状态时，即x2＞0时，干燥器筒体内部温度处于b℃，a与b之间的差值的绝对值小于等于3。
10.根据权利要求7所述的离网制氢气体干燥方法，其特征在于，压力调节机构包括三个输出气体压力调节阀，第一个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n1～x0，第二个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n2～n3，第三个输出气体压力调节阀的调节流量范围为n4～n5，其中，n5＜n4＜n3＜n2＜n1＜x0。
