[实用新型]钯膜氢气提纯装置

说明书

本实用新型属于氢气提纯技术领域，具体涉及一种钯膜氢气提纯装置，包括由钯管和壳体构成的钯管提纯组件，钯管位于壳体内部，还包括原料气管线、渗余气管线和产品氢管线，原料气管线连接在钯管入口端，渗余气管线连接在钯管出口端；产品氢管线连接在壳体末端侧壁，用于接收从钯管内扩散出的分离氢气。本实用新型提供的钯膜氢气提纯装置，利用钯膜进行氢气纯化，占地面积少、能耗低、维护量小、操作方便；钯膜热源从制氢装置过来，不用电力能源，实现能源合理利用。

技术领域

本实用新型属于氢气提纯技术领域，具体涉及一种钯膜氢气提纯装置。

背景技术

国内外天然气制氢工艺氢气提纯都采用变压吸附工艺，变压吸附提纯装置由多个容器、吸附剂、控制阀门等组成，设备多投资大、控制系统复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种钯膜氢气提纯装置，利用钯膜进行氢气纯化，占地面积少、能耗低、维护量小、操作方便；钯膜热源从制氢装置过来，不用电力能源，实现能源合理利用。

本实用新型的目的是这样实现的：一种钯膜氢气提纯装置，包括由钯管和壳体构成的钯管提纯组件，钯管位于壳体内部，还包括原料气管线、渗余气管线和产品氢管线，原料气管线连接在钯管入口端，渗余气管线连接在钯管出口端；产品氢管线连接在壳体末端侧壁，用于接收从钯管内扩散出的分离氢气；所述原料气管线上设置有第一换热器和第二换热器，所述渗余气管线和产品氢管线分别经过第一换热器为原料气预热，所述第二换热器位于第一换热器后侧，第二换热器连有来自天然气制氢转化工段的加热蒸汽管线。

进一步的，还包括氮气管线，氮气管线分成管路置换支线和升温介质支线，管路置换支线在第一换热器入口处汇入原料气管线，升温介质支线连接在壳体首端侧壁。

进一步的，所述加热蒸汽管线从第二换热器出来后，连接有气液分离罐。

进一步的，所述钯管和壳体形成一个单元，在钯管提纯组件内并联设置有若干个。

进一步的，所述产品氢管线设置取样分析口。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

氢气及其同位素可以很容易地透过钯膜，而其它任何气体均被截留，因此钯膜可用于氢气纯化，氢气透过钯膜的方式遵循溶解—扩散机理：

1)氢气先在钯膜表面进行化学吸附并解离成氢原子；

2)氢原子溶解于钯膜，进入钯或钯合金的金属原子晶格间隙；

3)氢原子从钯膜的一侧扩散到另一侧；

4)氢原子从钯膜表面析出并重新结合成氢气分子。

采用金属钯复合膜分离氢气，利用钯对在300～500℃下，氢分子在钯膜的高压侧解离成氢原子，溶于钯并扩散到低压侧，然后结合成氢分子，由于只有氢原子能通过钯晶格，因此过程选择性极高，可高效获得高纯、超纯氢。钯膜提纯技术具有投资少，占地面积少、能耗低、维护量小、操作方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构原理图。

图2是本实用新型实施例中钯管和壳体的结构图。

附图标记：1、原料气管线；2、氮气管线；2a、管路置换支线；2b、升温介质支线；3、加热蒸汽管线；4、气液分离罐；5、钯管提纯组件；5a、壳体；5b、钯管；6、渗余气管线；7、产品氢管线；8、第一换热器；9、第二换热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。