[实用新型]一种钯膜组件以及具有该钯膜组件的提纯器

说明书

本实用新型提供了一种钯膜组件以及具有该钯膜组件的提纯器，所述钯膜组件包括：支撑体，所述支撑体是以不锈钢材料制成；隔离层，所述隔离层是以陶瓷材料制成，并设置于所述支撑体的表面；以及钯膜，所述钯膜设置于所述隔离层背离所述支撑体的一侧。相较于现有技术，本实用新型钯膜组件通过设置以陶瓷材料制成的隔离层，不仅使得钯膜不易脱落，而且不会产生渗透现象，从而降低了钯膜的消耗速率，进而有效提高了所述钯膜组件的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于氢气提纯技术领域，尤其涉及一种用于氢气提纯的钯膜组件以及具有该钯膜组件的提纯器。

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，钯膜纯化技术已广泛应用于纯氢、高纯氢的制备。钯膜的商用化发展先后经历了纯钯膜到钯合金膜过程。由于管状钯膜有比片状钯膜具有更高的比分离面积，有利于提高钯膜组件的集成度，因此，膜的形状也由最初的片状发展成现在常用的管状。

管状钯膜分为无支撑型和支撑型两种。无支撑型管式钯膜主要采用熔融浇铸卷轧法制备，该法是将钯或钯合金原料按一定的比例混合均匀，在高温下熔化浇铸得到铸锭，冷热锻压制成管坯，再经反复的冷转轧和退火，直至得到所需厚度的薄壁管。无支撑型管式钯膜的优点在于性能稳定、对氢的选择性好，其缺点是力学强度差、透氢速率低、氢气压损大、使用成本高。上述缺点使得无支撑型管式钯膜的应用仅限于小流量、低压力的高纯氢气纯化技术领域。

支撑型管式钯膜是指金属钯或其合金膜通过物理或化学方法负载在多孔管式支撑体表面，使两者结为一体。支撑体通常选用管状的多孔陶瓷、多孔不锈钢、多孔玻璃等材料。支撑型管式钯膜的制备方法主要有物理气相沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、电镀、化学镀等。支撑型管式钯膜由于采用金属、陶瓷等材质的多孔材料作支撑体，有效解决了钯膜管力学强度差的问题。同时，通过上述制备方法所得的钯膜或钯合金膜的厚度较小，使得支撑型管式钯膜还具有透氢速率大、氢气压损小、使用成本低等优点。采用前述方法制备的支撑型管式钯膜的最大缺点在于钯膜与支撑体之间的附着力较差，钯膜极易发生脱落，严重影响了支撑型管式钯膜的使用寿命。并且，当支撑体为不锈钢管时，所述钯膜中的钯金属会逐渐渗透进入所述不锈钢管内，从而使得所述钯膜不断被消耗，进而降低所述钯膜的使用寿命。这是由于金属与金属之间紧密接触，金属分子的热运动导致渗透现象的发生。

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。

实用新型内容

本实用新型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，所述钯膜组件的钯膜不仅不易脱落，而且不会产生渗透现象，从而降低了钯膜的消耗速率，进而有效提高了所述钯膜组件的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种钯膜组件，包括：支撑体，所述支撑体是以不锈钢材料制成；隔离层，所述隔离层是以陶瓷材料制成，并设置于所述支撑体的表面；以及钯膜，所述钯膜设置于所述隔离层背离所述支撑体的一侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离层是以氮化钛制成的薄膜，并可透过气体。

作为本实用新型的进一步改进，所述支撑体呈管状，其一端密封，使得所述支撑体为盲管；所述隔离层贴附于所述支撑体的外表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述支撑体包括连接部以及负载部；所述负载部为粉末冶金不锈钢管，并可透过气体；所述隔离层设置在所述负载部的外表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述连接部为由不锈钢材料制成的致密不锈钢管。