[發(fā)明專利]一種高純氫氣發(fā)生器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011531928.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN114655925A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃彥;丁維華;陳廷剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 義烏市銳勝新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/50
• 分類號(hào): C01B3/50;C25B1/04;C01B3/06;C01B3/04
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本發(fā)明涉及一種高純氫氣發(fā)生器，所述高純氫氣發(fā)生器包括制氫模塊、鈀膜純化模塊、真空泵、六通閥、三通閥。該氫氣發(fā)生器通過鈀膜純化模塊的溫控部件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，不僅具有裝置結(jié)構(gòu)簡易、攜帶方便等優(yōu)勢，而且不需要編寫額外的控制軟件同時(shí)又實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化一鍵式啟動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氫氣制備領(lǐng)域，涉及一種高純氫氣發(fā)生器。

背景技術(shù)

常見的氫氣制備方法有煤制氫、醇類重整制氫、烷烴類重整以及電解水制氫等。其中醇類重整以及電解水重整制氫在分布式小規(guī)模制氫領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，尤其是電解水制氫，具有制氫效率高，設(shè)備簡單，制備出的富氫純度相對(duì)較高等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)于絕大多數(shù)用氫場合而言，即使是電解水所制備出的氫氣純度也無法滿足，因此，制氫配套純化在分布式應(yīng)用領(lǐng)域尤為關(guān)鍵。

氫氣的純化方法有變壓吸附法、低溫法以及膜分離法，其中變壓吸附法往往適用于大規(guī)模及超大規(guī)模制氫純化場合，其輸出氫氣純度為相對(duì)純度，對(duì)氫氦分離系數(shù)極低，其輸出氫氣純度取決于其所對(duì)應(yīng)的吸附劑類型，尤其是當(dāng)氫源質(zhì)量變化時(shí)，其輸出純度即隨之變化；低溫法則往往適用于中大規(guī)模氫氣純化場合，因氫氣液化溫度極低，因此輸出氫氣純度相對(duì)可靠，但隨之帶來的則是高能耗；膜分離法具有投資少、能耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，往往應(yīng)用于中小規(guī)模氫氣純化場合，尤其是鈀膜分離法，其對(duì)氫氣具有唯一選擇透過性，因此采用鈀膜分離法純化后的氫氣純度最高，尤其是在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。

常用的基于鈀膜純化的制氫儀器則存在多閥控制，受制于鈀膜的保護(hù)機(jī)制，一組鈀膜純化模塊往往至少需要五個(gè)控制閥，不僅造成控制復(fù)雜，而且增加設(shè)備所需要的空間體積及重量，阻礙了鈀膜純化在便攜式應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡易、攜帶方便的具有全自動(dòng)化控制的高純氫氣發(fā)生器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高純氫氣發(fā)生器包括制氫模塊、鈀膜純化模塊、真空泵、六通閥、三通閥；所述六通閥有A、B、C、D、E、F六個(gè)接口，六通閥的A接口與制氫原料連接，六通閥的B接口與制氫模塊、鈀膜純化模塊、六通閥的E接口連通，六通閥的C接口與三通閥的第一端口連通，六通閥的D接口與真空泵連通，六通閥的F接口與大氣連通，鈀膜純化模塊的高純氫氣出口與三通閥的第二端口連通，三通閥的第三端口對(duì)外輸出高純氫氣。

所述制氫模塊中涉及的制氫方法為電解水制氫、金屬氫化物水解制氫、金屬制氫、氨分解制氫、醇類制氫、烷烴制氫中的一種。

所述鈀膜純化模塊中的鈀膜為純鈀膜、鈀銀合金膜、鈀銅合金膜、鈀金合金膜中的一種。

所述六通閥和三通閥為電動(dòng)或氣動(dòng)控制兩位閥，所述六通閥和三通閥包括保護(hù)位和制氫位。

所述鈀膜純化模塊包括加熱及溫控部件，溫控部件可輸出低溫信號(hào)或高溫信號(hào)；當(dāng)鈀膜純化模塊的實(shí)際溫度低于設(shè)置的鈀膜純化模塊的運(yùn)行溫度時(shí)，溫控部件輸出低溫信號(hào)，六通閥和三通閥自動(dòng)切換至保護(hù)位，并開啟真空泵；當(dāng)鈀膜純化模塊的實(shí)際溫度達(dá)到設(shè)置的鈀膜純化模塊的運(yùn)行溫度時(shí)，溫控部件輸出高溫信號(hào)，六通閥和三通閥自動(dòng)切換至制氫位，關(guān)閉真空泵，并開始制氫。所述鈀膜純化模塊的運(yùn)行溫度為350℃～500℃。

所述真空泵用于在鈀膜純化模塊升溫和降溫階段時(shí)，對(duì)管路抽真空保護(hù)鈀膜。