[发明专利]一种钯膜组件以及提纯器

说明书

本发明提供了一种钯膜组件以及提纯器，所述钯膜组件，包括：壳体，所述壳体设置有进气口、出气口、排气口以及收容腔；以及至少一个钯膜单元，所述钯膜单元收容于收容腔，包括钯膜以及与钯膜相对设置的扰流板，所述扰流板与钯膜相对的一侧阵列设置有若干凸台；所述钯膜与扰流板之间形成有进气通道，所述钯膜背离扰流板的一侧与相邻钯膜单元的扰流板或者所述收容腔的腔壁之间形成出气通道；所述进气通道的两端分别与所述进气口、排气口相连通，所述出气通道与所述出气口相连通。相较于现有技术，本发明钯膜组件通过扰流板打破气流在钯膜表面规律流动的状态，从而使得富氢混合气体能够更充分地接触到钯膜，进而提高了氢气提纯效率。

技术领域

本发明属于氢气提纯技术领域，尤其涉及一种钯膜组件以及提纯器。

背景技术

近年来，随着氢燃料电池、钢铁、半导体、微电子、石油化工等行业快速发展，高纯氢气的需求量迅猛增大，有力推动了人们对高纯氢气生产和分离技术的研究。钯及其合金膜基于其自身材料特性，具有优良的氢渗透选择性、良好的机械和热稳定性等一系列优点，受到了深入广泛的研究。

目前，钯膜的提纯效率仍然较低，排出的尾气中氢气的含量依旧较高，可达到15%~25%左右。这是由于氢气提纯过程中存在浓差极化效应，即：混合气流流经钯膜表面时，氢气在压力作用下透过钯膜，而其余气体则不能透过，所以逐渐在钯膜表面形成一层气流浓度较高的区域。在浓度梯度的作用下，氢气又会被带进混合气体中，形成边界层，从而使得钯膜透氢阻力增加，进而导致氢气提纯效率下降。

随着行程逐渐增加，富氢混合气体到达钯膜末端时氢气浓度下降，从而使得氢气容易随着尾气流动至提纯器末端，从而使得氢气提纯效率降低。

鉴于上述问题，有必要提供一种新的钯膜组件，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钯膜组件以及具有该钯膜组件的提纯器，所述钯膜组件通过扰流板打破气流在钯膜表面规律流动的状态，从而使得富氢混合气体能够更充分地接触到钯膜，进而提高了氢气提纯效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种钯膜组件，包括：壳体，所述壳体设置有输入富氢混合气体的进气口、输出提纯氢气的出气口、排出尾气的排气口以及收容腔，所述收容腔与所述进气口、出气口、排气口相连通；至少一个钯膜单元，所述钯膜单元收容于所述收容腔，包括钯膜、与所述钯膜相对设置的扰流板以及位于所述钯膜和扰流板之间的第一密封圈，所述扰流板与所述钯膜相对的一侧阵列设置有若干凸台；所述钯膜与所述扰流板之间形成有进气通道，所述钯膜背离所述扰流板的一侧与相邻钯膜单元的扰流板之间形成出气通道；所述第一密封圈设置有与所述进气口相连通的进气槽以及与所述排气口相连通的排气槽，所述进气通道是由所述扰流板、第一密封圈、钯膜共同形成；所述进气通道的两端分别与所述进气口、排气口相连通，所述出气通道与所述出气口相连通。

作为本发明的进一步改进，所述凸台的高度位于0.5毫米~3毫米之间。

作为本发明的进一步改进，所述凸台呈圆柱状。

作为本发明的进一步改进，所述钯膜与所述扰流板之间还设置有滤网，以过滤输入的富氢混合气体；所述滤网位于所述第一密封圈背离所述扰流板的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述滤网为不锈钢滤网。

作为本发明的进一步改进，所述滤网背离所述扰流板的一侧还设置有第二密封圈，所述第二密封圈设置有与所述出气口相连通的出气槽；所述出气通道是由所述钯膜、第二密封圈、相邻钯膜单元的扰流板或者所述收容腔的腔壁共同形成。

作为本发明的进一步改进，所述钯膜、扰流板呈管状，所述扰流板套在所述钯膜上。