[发明专利]一种钯/钯合金膜纯化器及其使用方法

权利要求书

1.一种钯/钯合金膜纯化器，其特征在于：包括两端为椭圆封头的圆柱形外壳体（1）和与外壳体（1）连接的换热器（5）；所述的外壳体（1）内设置有膜管束集成盘（11）、套管集成盘（12）以及由若干钯/钯合金膜管（2）组成的膜管束（2’），钯/钯合金膜管（2）外设置有套管（3）；每一根钯/钯合金膜管（2）的一端封闭，另一端固定连接在膜管束集成盘（11）上，每一根套管（3）的一端固定连接在套管集成盘（12）上，另一端平行穿插在钯/钯合金膜管（2）外；所述外壳体（1）的一端与安装有粗氢入口阀（6）的粗氢输入管（4）相连通，另一端与安装有纯氢出口阀（9）的纯氢输出管（10）相连通，外壳体（1）靠近纯氢出口的外侧面与安装有尾气出口阀（7）的尾气输出管（8）相连通；粗氢输入管（4）中的粗氢原料气体作为冷介质，尾气输出管（8）中的尾气作为热介质，两种介质通过换热器（5）进行热量交换；所述的粗氢输入管（4）呈螺旋状环绕在外壳体（1）的外部，粗氢输入管（4）中的粗氢原料气经过螺旋盘管进一步预热，粗氢输入管（4）中的氢气分子通过钯/钯合金膜管（2）的外侧向内侧渗透扩散。

2.根据权利要求1所述的一种钯/钯合金膜纯化器，其特征在于，所述的外壳体（1）、套管（3）、膜管束集成盘（11）及套管集成盘（12）的材质均为具有同样热膨胀系数的316或316L不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种钯/钯合金膜纯化器，其特征在于，所述的钯/钯合金膜管（2）之间的中心间距为其外径的1.2～2.5倍，钯/钯合金膜管（2）外壁与套管（3）内壁之间的距离为60～600um。

4.根据权利要求1所述的一种钯/钯合金膜纯化器，其特征在于，所述的套管（3）开口端与膜管束集成盘（11）近端面的距离为1～8mm。

5.根据权利要求1所述的一种钯/钯合金膜纯化器，其特征在于，所述的钯/钯合金膜管（2）与膜管束集成盘（11）以及套管（3）与套管集成盘（12）的连接均是激光焊接。

6.一种如权利要求1所述的钯/钯合金膜纯化器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

a），吹扫钯/钯合金膜纯化器腔室：关闭粗氢入口阀（6）、尾气出口阀（7）和纯氢出口阀（9），在粗氢输入管（4）的端口上连接好吹扫气源后，依次打开粗氢入口阀（6）和尾气出口阀（7），采用惰性气体对纯化器腔室进行吹扫，吹扫流程完成后，依次关闭尾气出口阀（7）和粗氢入口阀（6）；

b），加热钯/钯合金膜纯化器至预定温度：粗氢输入管（4）的端口上连接好粗氢原料气后，开启钯/钯合金膜纯化器的辅助加热源，纯化器被加热至380～450℃，待温度平稳后，准备输入粗氢原料气；

c），钯/钯合金膜纯化器制取纯氢：依次开启粗氢入口阀（6）和尾气出口阀（7），待粗氢原料气的气体压力稳定后，开启纯氢出口阀（9），氢气分子流经钯/钯合金膜管（2）与套管（3）之间形成的环形间隙，并从钯/钯合金膜管（2）的外侧向膜管的内侧渗透扩散，经过纯氢输出管（10）对外输出；杂质气体分子和少量未渗透的氢气分子经过尾气输出管（8）输出。

7.根据权利要求6所述的钯/钯合金膜纯化器的使用方法，其特征在于，所述的吹扫气压力0.2MPa～2.0MPa，吹扫时间0.5min～2min。

8.根据权利要求6所述的钯/钯合金膜纯化器的使用方法，其特征在于，所述的辅助加热源为直流或交流电源、高温烟气中的一种。

9.根据权利要求8所述的钯/钯合金膜纯化器的使用方法，其特征在于，所述的高温烟气为甲醇催化燃烧烟气、乙醇催化燃烧烟气、天然气催化燃烧烟气和柴油催化燃烧烟气中的一种，烟气温度为500℃～800℃。