[发明专利]利用槽车余热去除高真空多层绝热槽罐夹层内氢气的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于去除高真空多层绝热槽罐夹层内氢气的装置，特别是一种利用槽车余热加热复合除氢剂，去除高真空多层绝热槽罐夹层内氢气的装置，属于低温工程与低温技术领域。

背景技术

目前，槽车是低温液体陆地运输的重要交通工具，槽罐主要采用高真空多层绝热。然而，由于夹层材料放气和槽罐漏气造成了夹层真空度的下降，当夹层真空度低于l×l0^-2Pa时，绝热效果明显下降。研究表明，低温压力容器的金属材料及多层绝热材料，在100℃以上环境中，真空放气一段时间，放气组分中氢气(H₂)占放气的70％，并且高真空多层绝热容器夹层内的放气量远大于实际的漏气量，氢气是影响夹层真空度下降的主要原因。

为了维持夹层的高真空状态，普遍采用吸附剂，如分子筛和活性炭等，然而这些吸附剂除了在液氢、液氦温度下有较好的吸氢气效果，其他情况，效果不佳，因此需要寻找新的除氢剂来除去夹层内的氢气，剩余的其他气体仍用分子筛或者活性炭吸附。在已有技术中，曾宇梧在“一氧化钯在高真空多层绝热结构中的吸氢特性研究”一文中详细的研究了氧化钯作为除氢剂，分子筛作为其它气体的吸附剂的情况下的吸附特性，然而氧化钯的价格昂贵，且单位质量吸附量较小；陈树军在“高真空多层绝热低温容器内吸气剂的真空维持特性研究”的博士论文中提出，将吸氢气效果较好的氧化钯和氧化银作为除氢剂，分子筛作为其它气体的吸附剂，放置在低温容器真空夹层内的吸附室中可以长时间维持夹层真空度。虽然加入了氧化银，在一定程度上降低了价格，但单位质量的氧化钯和氧化银的吸氢量增加不大，上述两种除氢气剂虽然工作在常温状态，但单位质量吸氢气量均较小；而国外学者H.Londer等在“New high capacity getter for vacuum insulated mobile LH2storage tank systems”中提出采用钡作为高真空多层绝热储罐夹层的吸附剂和除氢剂，吸附量很大，是一种很优秀的吸附剂，然而钡很活泼，在自然界中很少存在，得之不易，而且需要有600℃以上的活化温度，这不仅对能源是一种浪费，而且会降低槽罐的绝热性能。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，并利用槽车间歇式工作和槽车尾气温度在70℃左右的特点，本发明提出了一种利用槽车尾气加热复合除氢剂，达到去除高真空多层绝热储罐夹层内氢气的装置。当复合除氢气剂的温度接近槽车尾气温度时，便可吸附占据漏放气量70％的氢气，再利用布置在储罐夹层内的分子筛和活性炭吸附剩余30％其他气体，达到长时间维持储罐夹层高真空的效果。

本发明所采用的技术方案如下：本发明包括套管吸附器，弹簧支架，弹簧，导热硅胶和尾气管路。其中套管吸附器包括套管吸附器进气口、套管吸附器外管、套管吸附器环形挡板、套管吸附器内管，

套管吸附器外管和套管吸附器内管是两个同心的金属圆管，两者通过套管吸附器两端的套管吸附器环形挡板固结；套管吸附器外管，套管吸附器内管和套管吸附器环形挡板共同组成了一个除氢空间；在这个空间里，4根弹簧支架沿套管吸附器的轴心方向布置，均匀焊接在套管吸附器内管的外表面上；弹簧套在弹簧支架上；弹簧支架限制了弹簧的自由度，使弹簧只能沿轴心方向移动；复合除氢气剂置于弹簧间隙中；槽车运行过程中，由于弹簧和弹簧支架的存在，避免了位于弹簧间隙的复合除氢气剂因为震荡造成的堆积；导热硅胶涂抹在尾气管路的外表面上，尾气管路套入套管吸附器内，尾气管路与套管吸附器环形挡板点焊固结；套管吸附器进气口的一端垂直焊接于尾气管路下游的套管吸附器外管上，垂直焊接可以避免在运输过程中震荡造成复合除氢气剂进入槽罐夹层；套管吸附器进气口位于尾气管路下游有利于套管吸附器上游段的加热，使得上游段的复合除氢气剂活性更高，可以避免因离套管吸附器进气口远近而造成吸附的不均匀；套管吸附器进气口的另一端通过金属软管与槽罐夹层连通，采用金属软管连接有利于缓解套管吸附器的安装应力，并可减少对槽罐夹层热量的传递。

槽车在运营中，槽罐夹层因为漏放气产生了氢气和其他气体，其他气体被位于槽罐夹层内的对氢气吸附量较少的分子筛或者活性炭吸附，而氢气通过金属软管到达套管吸附器内，被尾气管路加热的复合除氢气剂吸附，从而使槽罐夹层长期处于高真空状态。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1.本发明中所使用的复合除氢气剂，吸附温度控制在60℃，可以吸附占据漏放气量70％的氢气，并且价格便宜，吸气量大；