[发明专利]制氢装置和氢纯化设备

权利要求书

1.氢纯化设备，包括：

第一和第二端框架，其包括：

输入口，其构造为接收包含氢气和其它气体的混合气体物流；

输出口，其构造为接收与所述混合气体物流相比包含较高浓度的氢气和较低浓度的其它气体中至少一个的渗透物流；和

副产品口，其构造为接收包含至少大部分其它气体的副产品物流；

至少一个氢选择性膜，其布置在所述第一和第二端框架之间并固定于其上，所述至少一个氢选择性膜具有进料侧和渗透侧，所述渗透物流的至少一部分由从所述进料侧穿过到所述渗透侧的所述混合气体物流的一部分形成，且留在所述进料侧的所述混合气体物流的其余部分形成所述副产物物流的至少一部分；和

多个框架，其布置在所述第一和第二端框架与所述至少一个氢选择性膜之间，并固定于所述第一和第二端框架上，所述多个框架包括布置在所述至少一个氢选择性膜与所述第二端框架之间的至少一个渗透框架，所述至少一个渗透框架包括：

外周壳体，

输出导管，其形成于所述外周壳体上并构造为接收来自所述至少一个氢选择性膜的渗透物流的至少一部分，

开放区域，其被所述外周壳体所围绕，和

至少一个膜支撑结构，其跨越至少大部分所述开放区域，并且构造为支撑所述至少一个氢选择性膜，所述至少一个膜支撑结构包括第一和第二膜支撑板，所述第一和第二膜支撑板中的每个均不含穿孔，并且具有：

第一面，其具有多个构造为提供用于所述渗透物流的至少一部分的流道的微槽，和

第二面，其与所述第一面相对，

其中所述第一和第二膜支撑板在所述至少一个膜支撑结构中堆叠为使得所述第一膜支撑板的第二面面对所述第二膜支撑板的第二面。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二膜支撑板是不可压缩的和平的。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个框架包括至少一个布置在所述第一端框架与所述至少一个氢选择性膜之间的进料框架，所述至少一个进料框架还包括：

外周壳体，

输入导管，其形成于所述至少一个进料框架的外周壳体上并构造为接收来自所述输入口的至少一部分混合气体物流，

输出导管，其形成于所述至少一个进料框架的外周壳体上并构造为接收留在所述至少一个氢选择性膜的进料侧的至少一部分混合气体物流的其余部分，和

进料框架开放区，其被所述进料框架的外周壳体所围绕并且布置在输入和输出导管之间，其中所述至少一个进料框架的外周壳体的尺寸为使得所述至少一个进料框架的外周壳体沿垂直于所述多个框架的每个框架的框架平面的多个支撑平面支撑所述至少一个渗透框架的外周壳体和所述至少一个膜支撑结构的一部分。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个框架还包括布置在所述至少一个氢选择性膜与所述至少一个渗透框架之间并构造为支撑所述至少一个氢选择性膜的至少一个微孔筛网结构，其中所述至少一个微孔筛网结构包括构造为对所述渗透侧提供支撑的大体相对的表面和在该相对表面之间延伸到的多个流体通路，所述至少一个微孔筛网结构的尺寸使得当所述至少一个微孔筛网结构和所述至少一个渗透框架被紧固到所述第一和第二端框架时该至少一个微孔筛网结构不接触所述至少一个渗透框架的外周壳体。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个膜支撑结构还包括布置在所述第一和第二膜支撑板之间的第三膜支撑板。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述第三膜支撑板是不可压缩的，平的，并且不含穿孔及微槽的。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述渗透框架的外周壳体包括第一和第二外周壳体以及布置在所述第一和第二外周壳体之间的衬垫。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述衬垫构造为使得当所述渗透框架被紧固到所述第一和第二端框架时，所述渗透框架的外周壳体的厚度匹配于所述膜支撑结构的厚度。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述渗透框架的外周壳体包括第一、第二和第三外周壳体，布置在所述第一和第二外周壳体之间的第一衬垫，以及布置在所述第二和第三外周壳体之间的第二衬垫。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述第一和第二衬垫构造为使得当所述渗透框架被紧固于所述第一和第二端框架时，所述渗透框架的外周壳体的厚度匹配于所述膜支撑结构的厚度。