[發(fā)明專利]一種鈀/鈀合金膜純化器及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011063225.3
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112263895B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳飛;胡梅;彭元亭;李海港;張浩
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所）
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;C01B3/50
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

1.一種鈀/鈀合金膜純化器，其特征在于：包括兩端為橢圓封頭的圓柱形外殼體（1）和與外殼體（1）連接的換熱器（5）；所述的外殼體（1）內(nèi)設(shè)置有膜管束集成盤（11）、套管集成盤（12）以及由若干鈀/鈀合金膜管（2）組成的膜管束（2’），鈀/鈀合金膜管（2）外設(shè)置有套管（3）；每一根鈀/鈀合金膜管（2）的一端封閉，另一端固定連接在膜管束集成盤（11）上，每一根套管（3）的一端固定連接在套管集成盤（12）上，另一端平行穿插在鈀/鈀合金膜管（2）外；所述外殼體（1）的一端與安裝有粗氫入口閥（6）的粗氫輸入管（4）相連通，另一端與安裝有純氫出口閥（9）的純氫輸出管（10）相連通，外殼體（1）靠近純氫出口的外側(cè)面與安裝有尾氣出口閥（7）的尾氣輸出管（8）相連通；粗氫輸入管（4）中的粗氫原料氣體作為冷介質(zhì)，尾氣輸出管（8）中的尾氣作為熱介質(zhì)，兩種介質(zhì)通過換熱器（5）進(jìn)行熱量交換；所述的粗氫輸入管（4）呈螺旋狀環(huán)繞在外殼體（1）的外部，粗氫輸入管（4）中的粗氫原料氣經(jīng)過螺旋盤管進(jìn)一步預(yù)熱，粗氫輸入管（4）中的氫氣分子通過鈀/鈀合金膜管（2）的外側(cè)向內(nèi)側(cè)滲透擴(kuò)散。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈀/鈀合金膜純化器，其特征在于，所述的外殼體（1）、套管（3）、膜管束集成盤（11）及套管集成盤（12）的材質(zhì)均為具有同樣熱膨脹系數(shù)的316或316L不銹鋼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈀/鈀合金膜純化器，其特征在于，所述的鈀/鈀合金膜管（2）之間的中心間距為其外徑的1.2～2.5倍，鈀/鈀合金膜管（2）外壁與套管（3）內(nèi)壁之間的距離為60～600um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈀/鈀合金膜純化器，其特征在于，所述的套管（3）開口端與膜管束集成盤（11）近端面的距離為1～8mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈀/鈀合金膜純化器，其特征在于，所述的鈀/鈀合金膜管（2）與膜管束集成盤（11）以及套管（3）與套管集成盤（12）的連接均是激光焊接。

6.一種如權(quán)利要求1所述的鈀/鈀合金膜純化器的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

a），吹掃鈀/鈀合金膜純化器腔室：關(guān)閉粗氫入口閥（6）、尾氣出口閥（7）和純氫出口閥（9），在粗氫輸入管（4）的端口上連接好吹掃氣源后，依次打開粗氫入口閥（6）和尾氣出口閥（7），采用惰性氣體對純化器腔室進(jìn)行吹掃，吹掃流程完成后，依次關(guān)閉尾氣出口閥（7）和粗氫入口閥（6）；

b），加熱鈀/鈀合金膜純化器至預(yù)定溫度：粗氫輸入管（4）的端口上連接好粗氫原料氣后，開啟鈀/鈀合金膜純化器的輔助加熱源，純化器被加熱至380～450℃，待溫度平穩(wěn)后，準(zhǔn)備輸入粗氫原料氣；

c），鈀/鈀合金膜純化器制取純氫：依次開啟粗氫入口閥（6）和尾氣出口閥（7），待粗氫原料氣的氣體壓力穩(wěn)定后，開啟純氫出口閥（9），氫氣分子流經(jīng)鈀/鈀合金膜管（2）與套管（3）之間形成的環(huán)形間隙，并從鈀/鈀合金膜管（2）的外側(cè)向膜管的內(nèi)側(cè)滲透擴(kuò)散，經(jīng)過純氫輸出管（10）對外輸出；雜質(zhì)氣體分子和少量未滲透的氫氣分子經(jīng)過尾氣輸出管（8）輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈀/鈀合金膜純化器的使用方法，其特征在于，所述的吹掃氣壓力0.2MPa～2.0MPa，吹掃時間0.5min～2min。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈀/鈀合金膜純化器的使用方法，其特征在于，所述的輔助加熱源為直流或交流電源、高溫?zé)煔庵械囊环N。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈀/鈀合金膜純化器的使用方法，其特征在于，所述的高溫?zé)煔鉃榧状即呋紵裏煔狻⒁掖即呋紵裏煔?、天然氣催化燃燒煙氣和柴油催化燃燒煙氣中的一種，煙氣溫度為500℃～800℃。