[發(fā)明專利]一種用于氫氣提純的膜管測試平臺及其測試方法

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113101813A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任杰;鮑連福;郭亞卿;楊志祎;李明新
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉寓氫能源科技（遼寧）有限公司
• 主分類號: B01D65/10
• 分類號: B01D65/10;C01B3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：包括通過管道依次連接的制氫裝置(1)、膜管提純系統(tǒng)(2)、過濾系統(tǒng)(3)和檢測系統(tǒng)(4)，還包括尾氣回流系統(tǒng)(5)和監(jiān)控系統(tǒng)(6)；

所述制氫裝置(1)產(chǎn)生富氫氣體并輸送至膜管提純系統(tǒng)(2)，所述膜管提純系統(tǒng)(2)分離出氫氣并運輸至過濾系統(tǒng)(3)，所述膜管提純系統(tǒng)(2)分離出的尾氣輸送至尾氣回流系統(tǒng)(5)，所述過濾系統(tǒng)(3)對氫氣過濾并運輸至檢測系統(tǒng)(4)，所述尾氣回流系統(tǒng)(5)分離出尾氣中的氫氣并輸送至膜管提純系統(tǒng)(2)的上游管道中；

所述監(jiān)控系統(tǒng)(6)包括控制單元(61)、第一氣體流量計(62)和傳感器組件，所述控制單元(61)連接第一氣體流量計(62)和傳感器組件，所述第一氣體流量計(62)安裝在制氫裝置(1)和膜管提純系統(tǒng)(2)之間的管道上，所述傳感器組件檢測膜管提純系統(tǒng)(2)上游管道和下游管道內(nèi)的氣壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述膜管提純系統(tǒng)(2)包括膜管裝置(21)和對所述膜管裝置(21)進(jìn)行加熱的加熱裝置(22)，所述膜管裝置(21)包括膜管入口(211)、膜管氫氣出口(212)和膜管尾氣出口(213)，所述加熱裝置(22)與所述監(jiān)控系統(tǒng)(6)的控制單元(61)連接，所述控制單元(61)調(diào)節(jié)和檢測加熱裝置(22)的加熱溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述傳感器組件包括第一壓力傳感器(64)和第二壓力傳感器(65)，所述第一壓力傳感器(64)安裝在所述膜管入口(211)處，所述第二壓力傳感器(65)安裝在所述膜管尾氣出口(213)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述過濾系統(tǒng)(3)包括甲烷化轉(zhuǎn)化器(31)和氫氣過濾器(32)，所述膜管提純系統(tǒng)(2)分離出氫氣輸送至甲烷化轉(zhuǎn)化器(31)，然后進(jìn)入氫氣過濾器(32)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述過濾系統(tǒng)(3)還包括連接在氫氣過濾器(32)下游管道上的微顆粒過濾器(33)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述檢測系統(tǒng)(4)包括檢測氫氣純度的氣相色譜儀(41)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述尾氣回流系統(tǒng)(5)包括回流管道(51)和至少兩個尾氣分離箱(52)，至少兩個所述尾氣分離箱(52)上均開設(shè)有尾氣入口(521)、回流氫氣出口(522)和廢氣出口(523)，所述氫氣出口開設(shè)在尾氣分離箱(52)頂部，且位置高于所述廢氣出口(523)，所述尾氣入口(521)均通過回流管道(51)并列的連接至所述膜管裝置(21)的尾氣出口，所述回流氫氣出口(522)均通過回流管道(51)連接至所述第一氣體流量計(62)的上游管道。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：至少兩個所述尾氣分離箱(52)上均安裝有控制閥組件，所述控制閥組件包括安裝在尾氣入口(521)處的第一控制閥(53)和安裝在回流氫氣出口(522)處的第二控制閥(54)，所述第一控制閥(53)和第二控制閥(54)均與控制單元(61)連接，所述控制單元(61)控制各尾氣分離箱(52)上的控制閥組件交替開閉，使得各尾氣分離器交替使用；各所述回流氫氣出口(522)的下游回流管道(51)上安裝有第二氣體流量計(63)，所述第二氣體流量計(63)與所述控制單元(61)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺，其特征在于：所述第一氣體流量計(62)與所述膜管裝置(21)之間的管道延長設(shè)置形成換熱管段(7)，所述換熱管段(7)纏繞在尾氣分離箱(52)的外部，使得尾氣分離箱(52)中尾氣的熱量傳遞至富氫氣體中。

10.一種權(quán)利要求1-9任意一項所述的用于氫氣提純的膜管測試平臺的測試方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、通過所述控制單元(61)設(shè)置加熱裝置(22)的溫度，待所述膜管裝置(21)溫度達(dá)到設(shè)置溫度后，控制單元(61)控制第一氣體流量計(62)打開，使制氫裝置(1)產(chǎn)生的富氫氣體通過第一氣體流量計(62)進(jìn)入膜管提純系統(tǒng)(2)進(jìn)行提純；

S2、所述膜管提純系統(tǒng)(2)提純的氫氣通過過濾系統(tǒng)(3)進(jìn)行過濾，然后過濾后的氫氣運輸至檢測系統(tǒng)(4)進(jìn)行檢測，所述膜管提純系統(tǒng)(2)分離出的尾氣進(jìn)入尾氣回流系統(tǒng)(5)中；

S3、所述控制單元(61)控制至少兩個尾氣分離箱(52)上的控制閥組件交替開閉，所述尾氣分離箱(52)中的剩余氫氣從回流氫氣出口(522)回流至膜管提純系統(tǒng)(2)的上游管道中；

S4、改變所述第一氣體流量計(62)的開度、所述第二氣體流量計(63)的開度、所述膜管的類型以及所述膜管的數(shù)量，并統(tǒng)計上述因素變化時所述傳感器組件的檢測數(shù)據(jù)，分析這些因素對膜管工作效率的影響。