[实用新型]膜组件以及基于膜组件的氢气回收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无机膜分离技术领域，具体而言，涉及一种膜组件以及基于膜组件的氢气回收装置。

背景技术

现代石油化学和炼油工业的一些大型工艺(如重整和裂解)过程中，氢气是重要产物，同时，氢气又是重要的化工原料，广泛应用于合成氨、加氢裂化、加氢精制过程中，石化工业一直是耗氢大户，多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供求矛盾会更加突出。

若用天然气(或油)来制氢，不仅工艺复杂，而且还需要消耗大量的资源和能量；另外，石油在二次加工(如催化重整、加氢裂化、加氢精制和催化裂化等)过程中，由于发生一系列复杂的裂化、异构化、芳构化、氢转移和脱氢等化学反应，所以，又会排放出大量的含氢气体，若没有合适的回收方法，则只好送到火炬系统烧掉，为了合理利用资源，节约能源和保护环境，最好的办法是选用合适的回收方法加以回收利用。

氢气膜分离技术作为其中一种非常好的回收方法，越来越受到广泛关注。有机膜氢气分离技术较为成熟，但不适用于复杂环境(有机烃、酸碱、温度高)，应用于氢气回收时，需对原料气进行较为复杂的预处理，浪费了大量的能量，而且流程复杂，污染后不具备再生能力。而作为氢气回收应用中所用的无机膜，其典型的代表为碳分子筛膜，因适用于高温高压及复杂环境，氢气回收率及纯度较高，且膜再生性能好，越来越受到研究人员的青睐；目前影响碳分子筛膜工业化应用的主要技术难题是同等体积的膜组件耗费的膜材料过多，因此会带来经济效益的下降。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供膜组件以及基于膜组件的氢气回收装置，很大程度上解决了上述问题。

本实用新型的目的在于提供一种膜组件。

本实用新型的第二目的在于提供一种基于膜组件的氢气回收装置。

一方面，本实用新型提供的膜组件包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；

所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面。

进一步地，所述陶瓷膜竖直方向依次包括分离层、过渡层以及支撑层；

所述分离层、过渡层以及支撑层均由氧化铝制成。

进一步地，任意相邻的所述管状的碳分子筛膜之间通过密封填充层配合密封胶进行捆扎。

进一步地，所述密封填充层采用陶瓷、玻璃、树脂、橡胶、白土、炭黑、钛白粉或石棉材质。

进一步地，所述密封胶为增塑剂、固化剂或促进剂。

进一步地，所述管状的碳分子筛膜的数量为5－300根。

进一步地，所述管状的碳分子筛膜的管内径为0.1－5mm，管外径0.5－8mm，管长为700－1000mm。

另一方面，本实用新型还提供一种基于膜组件的氢气回收装置，包括原料气罐、温控设备和所述的膜组件，所述原料气罐、温控设备和所述膜组件顺次通过第一管线相连通，且所述膜组件分别与尾气回收罐和氢气回收罐相连通。

进一步地，所述膜组件的外部套设有壳体，且所述壳体侧面分别设有与原料气罐相连通的原料气入口和与尾气回收罐相连通的尾气出口，所述壳体的顶端或底端设有与氢气回收罐相连通的氢气出口。

进一步地，所述原料气罐还与尾气回收罐通过第二管线相连通，且所述第一管线和第二管线上均设有调节阀。

本实用新型的有益效果：

一方面，本实用新型提供的膜组件，其包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面；其中碳分子筛膜为管状，而且采用管外镀膜，就可以大大提高，每根管状的碳分子筛膜的有效表面积，同等大小的膜组件就需要较少的管状的碳分子筛膜，节省了用料；而且管外镀膜，使得管内体积较大，也可以提供高的装填密度。

另一方面，本实用新型提供的基于膜组件的氢气回收装置，其包括所述的膜组件，因此其具有碳分子筛膜的所有优点，在此就不赘述。

附图说明