[實用新型]一種扁管型鈀復合膜氫氣分離器

有效

• 申請號: 201820112210.3
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN208082153U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 王洪建;許世森;程健;張瑞云;任永強
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;C01B3/50
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種扁管型鈀復合膜氫氣分離器，該分離器包括扁管式鈀復合膜、前端板、后端板、螺桿以及保壓電磁閥；前端板和后端板內分別開有合成氣腔室和廢氣腔室，合成氣腔室和廢氣腔室的左右外側面分別開有合成氣進口和廢氣出口，內側面均開有數量相同多個氣體分配孔，和氣體分配孔數量相同的扁管式鈀復合膜固定于前端板和后端板中間且每個扁管式鈀復合膜與其兩側的氣體分配孔連通，形成鈀復合膜內腔室和鈀復合膜外腔室；后端板的廢氣出口與保壓電磁閥相連；前端板或后端板的前側面開有與鈀復合膜外腔室連通的氫氣出口，后側面開有與鈀復合膜外腔室連通的吹掃進氣口；本實用新型能夠降低系統復雜度，進一步提高有效分離面積。

技術領域

本實用新型屬于制氫技術領域，尤其涉及一種扁管型鈀復合膜氫氣分離器。

背景技術

氫以其清潔無污染、高效、可儲存和運輸等優點，被視為理想的二次能源，被廣泛應用于燃料電池汽車、電子行業和化工行業。氫氣作為一種二次能源，需要通過其他能源進行制取，常用的制氫方式有煤氣化制氫、天然氣重整制氫、生物質發酵制氫、電解水制氫等方式。

為了獲得較為純凈的氫氣，除了電解水制氫外，所有的制氫過程中都需要經過氫氣分離來清除富氫氣體中的雜氣，常用的氫氣分離技術有溶液吸收法、變壓吸附法、深冷法以及膜分離法等。其中，膜分離法能夠在一定的壓差條件下，通過選擇性物理吸附-解吸將氫氣分離得到高純度的氫氣，具有系統簡單、體積小、能耗低等優點，是制氫技術方面的前沿技術。

由于金屬鈀對氫氣具有獨特的選擇性，使得金屬鈀具有突出的透氫特性，為此鈀膜分離器是目前最重要的氫氣膜分離器。根據支撐體的類型，鈀膜分離器可以分為無支撐體鈀膜分離器和有支撐體的鈀膜分離器，其中有支撐體的鈀膜分離器又可稱之為鈀復合膜分離器。傳統的鈀復合膜分離器一般采用平板型或者管型結構。平板型鈀復合膜分離器具有制備工藝簡單、有效分離面積大、支撐體孔隙容易調節的優點，但是平板型鈀復合膜分離器在高溫高壓下的密封技術難度大，是限制其發展的主要因素。管型鈀復合膜分離器降低了分離器密封的難度，能夠在較高的壓力下工作，是目前主流的結構方案，但是管型鈀復合膜分離器的有效分離面積較小。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種扁管型鈀復合膜氫氣分離器，能夠降低系統復雜度，進一步提高有效分離面積。

為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種扁管型鈀復合膜氫氣分離器，包括扁管式鈀復合膜1、前端板2、后端板3、螺桿4以及保壓電磁閥5；所述前端板2和后端板3 內分別開有合成氣腔室13和廢氣腔室14，合成氣腔室13和廢氣腔室14的左右外側面分別開有合成氣進口9和廢氣出口8，內側面均開有數量相同多個氣體分配孔10，和氣體分配孔10數量相同的扁管式鈀復合膜1固定于前端板2和后端板3中間且每個扁管式鈀復合膜 1與其兩側的氣體分配孔10連通，扁管式鈀復合膜1的內部形成鈀復合膜內腔室6，相鄰扁管式鈀復合膜1間的空腔形成鈀復合膜外腔室7；后端板3的廢氣出口8與保壓電磁閥5相連；前端板2或后端板3的前側面開有與鈀復合膜外腔室7連通的氫氣出口11，后側面開有與鈀復合膜外腔室7連通的吹掃進氣口12。

所述扁管式鈀復合膜1由多孔支撐體15和金屬鈀膜16組成，多孔支撐體15由多孔金屬制備成扁管形狀，多孔支撐體15內部形成多個扁孔，在扁孔中，采用化學鍍法，制備有一層金屬鈀膜16，附著在多孔支撐體15上。

所述多孔金屬為多孔氧化鋁陶瓷。

所述前端板2和后端板3采用不銹鋼材料。

所述保壓電磁閥5，能夠保持鈀復合膜內腔室6的壓力，并定時打開保壓電磁閥5的閥門向外排出廢氣。