[實用新型]一種鈀基氣體分離膜的氣體選擇系數測試裝置

有效

• 申請號: 202020576645.0
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN212844892U
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 呂琴麗;紀紅;楊中元;鄔小萍;楊寬
• 申請（專利權）人: 國合通用測試評價認證股份公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本實用新型公開了屬于氣體分離檢測技術領域的一種鈀基氣體分離膜的氣體選擇系數測試裝置，所述裝置包括測試系統、充氣系統、真空系統和排氣系統；測試系統包括樣品室、熱電偶和監測裝置；充氣系統包括儲氣罐、減壓閥、針閥、壓力計和緩沖罐，兩個儲氣罐并聯連接針閥，針閥通過連接管路固定連接樣品室進氣端；真空系統包括真空泵、球閥，可同時對充氣系統和測試系統進行抽氣；排氣系統包括背壓閥和阻火器，阻火器通過單向背壓閥與樣品室排氣端相連。本實用新型可實現鈀基氣體分離膜氣體選擇系數的測定，設備操作簡便，試樣容易安裝且便于多次測量。

技術領域

本實用新型屬于氣體分離純化技術領域，尤其涉及一種鈀基氣體分離膜的氣體選擇系數測試裝置。

背景技術

鈀基氣體分離膜包括純鈀膜、鈀合金膜和鈀基復合膜，具有非常高的氫氣選擇透過性，廣泛應用于催化、氫氣分離與純化及脫氫加氫反應等領域。特別是有些工業領域需要超純氫氣，例如半導體工業的MOCVD工藝，當然，如果分離膜有缺陷或膜的密封性不好，氫氣的純度就會下降。鈀基氣體分離膜氣體選擇系數通常用同溫同壓下不同氣體滲透通量的比值(α)來表示，是分離膜致密度和純化性能的重要評價依據。目前沒有針對鈀基氣體分離膜氣體選擇系數的標準測試方法，現有的測試裝置結構復雜、操作較繁復，且沒有尾氣安全排放裝置，存在安全隱患。

實用新型內容

針對現有技術的上述問題，本實用新型基于氣相滲透原理，提供了一種鈀基氣體分離膜的氣體選擇系數測試裝置，包括測試系統、充氣系統、真空系統和排氣系統；

所述測試系統包括樣品室12、熱電偶11和監測裝置；監測裝置包括質量流量計16和轉子流量計17，二者分別通過球閥III 13和球閥IV 14并聯接入樣品室12；

樣品室12的內腔24外圍包裹水冷套25，兩側和頂端分別開通連接管路20，連接充氣系統、真空系統和排氣系統；熱電偶11安裝于樣品室12內腔24；

分離膜試樣19底端焊接試樣簡底26，將其從樣品室12頂端插入，采用樣品室上法蘭21、金屬密封圈22、樣品室下法蘭23對分離膜試樣19進行固定，并密封樣品室12；

所述充氣系統包括儲氣罐、減壓閥、針閥5、壓力計9及緩沖罐10，儲氣罐Ⅰ1和儲氣罐Ⅱ2分別與減壓閥Ⅰ3和減壓閥Ⅱ4串聯，再并聯連接針閥5，針閥5通過連接管路20依次連接壓力計9和緩沖罐10，最后連接樣品室12進氣端；

所述真空系統包括真空泵6、球閥I 7和球閥II 8，可同時對充氣系統和測試系統進行抽氣；

所述排氣系統包括背壓閥15和阻火器18，阻火器18通過單向背壓閥15與樣品室12排氣端相連。

所述樣品室內腔24為不銹鋼圓筒，壁厚2mm，內徑為140～160mm，長度為220～250mm。

所述分離膜試樣19為圓管形，外徑為12～20mm，長度為50-200mm，壁厚0.1～1mm。

所述分離膜試樣19與試樣簡底26通過焊接成形，焊縫漏率小于5ⅹ10^-11Pa·m³/s。

有益效果：

1.本實用新型用于測定鈀基氣體分離膜的氣體選擇系數，即同溫同壓下不同氣體滲透通量的比值，可以表征分離膜的氣體選擇透過能力，測試前不用測量試樣的厚度和有效滲透面積，測試方法簡單。

2.本實用新型連接管路均采用放氣率低的金屬材料制作，并在制作過程中采用表面鈍化和燒氫處理，降低了連接管路腔壁放氣對測試結果的影響。

3.本實用新型在樣品室前增加緩沖罐保證了進氣管路流量均勻度，能避免過流量的產生，對測試系統流量監測裝置起到保護作用，且可降低因流量波動對測試結果的影響。