[发明专利]一种氢气提纯装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢分离膜装置，所述的一种氢气提纯装置能使氢气从含有氢气的混合气体中分离出来。

背景技术

随着近些年来的全球变暖等环境问题备受关注，对环境负影响小的产品研究和开发也越来越被重视。这些如氢气以及氢燃料电池等能源开始被使用。下文中描述了将氢气从含氢气的气体体中分离的技术，更具体地说，是一种具有管状钯合金膜的氢气提纯装置。氢气通过如甲烷在水蒸汽中反应（见公式（1））生成，一氧化碳与水蒸气反应时也能产生氢气（见公式（2））。

（1）CH4+ H2O→CO+3H2

（2）CO + H2O→CO2+H2

但通过上述产生氢气的方法中可以看出，生成后的氢气在混合气体中，这些混合气体包括二氧化碳、甲烷和水蒸气。虽然根据原料组成和反应条件的类型不同，但混合气体中氢气大约会占总体积70%，二氧化碳在其中的浓度约占总体积的30%。

本发明目的在于解决混合气体中氢气提纯的问题，采用一种氢气提纯装置将氢气从混合气体中分离出来。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中不足，提供了一种氢气分离设备，根据本发明的一种氢气提纯装置，使用者可以从待处理气体中分离出高纯氢气并且具有含较好的制氢效率。为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种氢气提纯装置，所述的氢气提纯装置包括管状氢气分离膜、外壳、嵌入件、混合气体进气管、滤后气体排出管、氢气排出管，所述外壳底部安装有混合气体进气管和滤后气体排出管，所述混合气体进气管直接延伸至外壳内部，所述外壳顶部安装有氢气排出管，所述外壳内部设置有氢气分离膜，所述氢气分离膜上端与封板、下端用底板密封连接，所述氢气分离膜内部设置有嵌入件，所述嵌入件外部由嵌入件外壁围成，嵌入件顶部敞开，嵌入件通过嵌入件连接管与混合气体进气管连接，所述嵌入件内部形成一个空腔，所述嵌入件外壁与氢气分离膜之间间距设置为5mm—15mm，所述的氢气分离膜采用铜钯合金制作而成，所述底板与混合气体进气管之间设置有滤后气体排出道，所述滤后气体排出道与滤后气体排出管贯通。

优选是，所述的氢气分离膜厚度为3μm。

优选是，所述的嵌入件、外壳、底板和封板均采用铬镍铁合金制作。

本发明具有如下的优点：根据本发明的一种氢气提纯装置，使用者可以从待处理气体中分离出高纯氢气并且具有含较好的制氢效率。

附图说明

图1是本氢气提纯装置的结构示意图。

其中， 1、氢气分离膜；1a、氢气分离膜内表面；1b、氢气分离膜外表面；2、封板；3、底板；4、氢气排出管；5、外壳；6、混合气体通道；7、滤后气体排出道；8、嵌入件；8a、嵌入件外壁；8b、嵌入件连接管； 9、滤后气体排出管；10、混合气体进气管。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1所示一种氢气提纯装置，所述的氢气提纯装置包括管状氢气分离膜1、外壳5、嵌入件8、混合气体进气管10、滤后气体排出管9、氢气排出管4，所述外壳5底部安装有混合气体进气管10和滤后气体排出管9，所述混合气体进气管10直接延伸至外壳5内部，所述外壳5顶部安装有氢气排出管4，所述外壳5内部设置有氢气分离膜1，所述氢气分离膜1上端与封板2、下端用底板3密封连接，所述氢气分离膜1内部设置有嵌入件8，所述嵌入件8外部由嵌入件外壁8a围成，嵌入件顶部敞开，嵌入件通过嵌入件连接管8b与混合气体进气管10连接，所述嵌入件8内部形成一个空腔，所述嵌入件外壁8a与氢气分离膜1之间间距设置为5mm—15mm，所述的氢气分离膜1采用铜钯合金制作而成，所述底板3与混合气体进气管10之间设置有滤后气体排出道7，所述滤后气体排出道7与滤后气体排出管9贯通。

优选是，所述的氢气分离膜1厚度为3μm。

优选是，所述的嵌入件8、外壳5、底板3和封板2均采用铬镍铁合金制作。

氢气分离膜1具有选择性透过氢气分子的性能。这种氢气分离膜的可选择渗透性是由于氢气分离膜的内表面1a的氢气分子在2000℃到

6000℃的温度下分散成了氢原子，氢原子在移动到氢气分离膜外表面1b时受到由于氢气分离膜1内外表面压力不同而在氢气分离膜外表面1b产生的驱动力，氢原子与其他氢原子在氢气分离膜1的外表面1b结合并在氢气分离膜的外表面生成氢气。

外壳5中氢气分离膜1为致密薄膜，并通过所述的薄膜使待处理的混合气体分离出氢气。

使用时，混合气体通过混合气体进气管10进入，混合气体在嵌入件8与氢气分离膜1之间通道流动，由于氢气在高温下形成氢原子，且氢气分离膜内外表面之间有压力差促使氢气通过氢气分离膜进入到外壳与氢气分离膜之间的空腔内，由于氢气分离膜的选择性，致使其它气体沿着通道穿过通孔进入到滤后气体排出道，再通过滤后气体排出管排出，而过滤后的氢气则通过氢气排出管排出。