[发明专利]一种用于氢气提纯的膜管测试平台及其测试方法

权利要求书

1.一种用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：包括通过管道依次连接的制氢装置(1)、膜管提纯系统(2)、过滤系统(3)和检测系统(4)，还包括尾气回流系统(5)和监控系统(6)；

所述制氢装置(1)产生富氢气体并输送至膜管提纯系统(2)，所述膜管提纯系统(2)分离出氢气并运输至过滤系统(3)，所述膜管提纯系统(2)分离出的尾气输送至尾气回流系统(5)，所述过滤系统(3)对氢气过滤并运输至检测系统(4)，所述尾气回流系统(5)分离出尾气中的氢气并输送至膜管提纯系统(2)的上游管道中；

所述监控系统(6)包括控制单元(61)、第一气体流量计(62)和传感器组件，所述控制单元(61)连接第一气体流量计(62)和传感器组件，所述第一气体流量计(62)安装在制氢装置(1)和膜管提纯系统(2)之间的管道上，所述传感器组件检测膜管提纯系统(2)上游管道和下游管道内的气压。

2.根据权利要求1所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述膜管提纯系统(2)包括膜管装置(21)和对所述膜管装置(21)进行加热的加热装置(22)，所述膜管装置(21)包括膜管入口(211)、膜管氢气出口(212)和膜管尾气出口(213)，所述加热装置(22)与所述监控系统(6)的控制单元(61)连接，所述控制单元(61)调节和检测加热装置(22)的加热温度。

3.根据权利要求1所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述传感器组件包括第一压力传感器(64)和第二压力传感器(65)，所述第一压力传感器(64)安装在所述膜管入口(211)处，所述第二压力传感器(65)安装在所述膜管尾气出口(213)。

4.根据权利要求1所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述过滤系统(3)包括甲烷化转化器(31)和氢气过滤器(32)，所述膜管提纯系统(2)分离出氢气输送至甲烷化转化器(31)，然后进入氢气过滤器(32)。

5.根据权利要求4所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述过滤系统(3)还包括连接在氢气过滤器(32)下游管道上的微颗粒过滤器(33)。

6.根据权利要求1所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述检测系统(4)包括检测氢气纯度的气相色谱仪(41)。

7.根据权利要求1所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述尾气回流系统(5)包括回流管道(51)和至少两个尾气分离箱(52)，至少两个所述尾气分离箱(52)上均开设有尾气入口(521)、回流氢气出口(522)和废气出口(523)，所述氢气出口开设在尾气分离箱(52)顶部，且位置高于所述废气出口(523)，所述尾气入口(521)均通过回流管道(51)并列的连接至所述膜管装置(21)的尾气出口，所述回流氢气出口(522)均通过回流管道(51)连接至所述第一气体流量计(62)的上游管道。

8.根据权利要求7所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：至少两个所述尾气分离箱(52)上均安装有控制阀组件，所述控制阀组件包括安装在尾气入口(521)处的第一控制阀(53)和安装在回流氢气出口(522)处的第二控制阀(54)，所述第一控制阀(53)和第二控制阀(54)均与控制单元(61)连接，所述控制单元(61)控制各尾气分离箱(52)上的控制阀组件交替开闭，使得各尾气分离器交替使用；各所述回流氢气出口(522)的下游回流管道(51)上安装有第二气体流量计(63)，所述第二气体流量计(63)与所述控制单元(61)连接。

9.根据权利要求7所述的用于氢气提纯的膜管测试平台，其特征在于：所述第一气体流量计(62)与所述膜管装置(21)之间的管道延长设置形成换热管段(7)，所述换热管段(7)缠绕在尾气分离箱(52)的外部，使得尾气分离箱(52)中尾气的热量传递至富氢气体中。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的用于氢气提纯的膜管测试平台的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、通过所述控制单元(61)设置加热装置(22)的温度，待所述膜管装置(21)温度达到设置温度后，控制单元(61)控制第一气体流量计(62)打开，使制氢装置(1)产生的富氢气体通过第一气体流量计(62)进入膜管提纯系统(2)进行提纯；

S2、所述膜管提纯系统(2)提纯的氢气通过过滤系统(3)进行过滤，然后过滤后的氢气运输至检测系统(4)进行检测，所述膜管提纯系统(2)分离出的尾气进入尾气回流系统(5)中；

S3、所述控制单元(61)控制至少两个尾气分离箱(52)上的控制阀组件交替开闭，所述尾气分离箱(52)中的剩余氢气从回流氢气出口(522)回流至膜管提纯系统(2)的上游管道中；

S4、改变所述第一气体流量计(62)的开度、所述第二气体流量计(63)的开度、所述膜管的类型以及所述膜管的数量，并统计上述因素变化时所述传感器组件的检测数据，分析这些因素对膜管工作效率的影响。