[实用新型]一种氢分离钯膜管件

说明书

本实用新型涉及一种氢分离钯膜管件，属于氢气分离纯化领域。该管件包括多孔陶瓷管和金属连接件，多孔陶瓷管开口端的外表面从里到外设置微晶玻璃涂层和活性金属涂层，活性金属涂层的长度小于微晶玻璃涂层的长度，未设置微晶玻璃涂层的多孔陶瓷管外表面及与其相邻的部分微晶玻璃涂层的外表面设置负载钯合金膜。本实用新型的氢分离钯膜管件可有效解决多孔陶瓷负载钯膜管端部气密性问题，保证膜管热循环过程的可靠性，可显著提升氢分离钯膜管的应用性能。

技术领域

本实用新型涉及一种氢分离钯膜管件，该氢分离钯膜管件可有效解决传统多孔陶瓷负载钯膜管密封连接中气密性差、可靠性差的问题，有利于实现管件的可靠连接，属于氢气分离纯化领域。

背景技术

氢气的分离纯化是氢制备、应用过程中的重要一环。钯膜对氢气有优良的选择透过性，可应用于电子、氢同位素处理、聚变反应堆、石化等领域中的氢分离过程。传统钯膜管主要为冷轧或拉拔钯管，钯膜厚度大、成本高、透氢效率低，极大地限制了钯膜应用。受工艺限制传统钯膜管的厚度难以进一步降低。近年来，多孔载体负载钯膜的研发取得了显著进步，钯膜以多孔载体为支撑，膜层厚度可以大幅降低，从而显著提高氢渗透效率，降低成本。

多孔载体负载钯膜的支撑体材料主要有多孔玻璃、多孔陶瓷和多孔金属等。多孔玻璃孔径大、高温稳定性较差，较少作为钯膜载体使用。多孔金属作为钯膜载体具有密封连接可靠的优点，但其主要问题在于多孔金属与钯膜易发生元素互扩散，导致钯膜高温稳定性较差。多孔陶瓷材料具有高温稳定、耐腐蚀、孔径小的特点，是使用最为广泛的钯膜载体材料。多孔陶瓷负载钯膜管一般采用石墨密封圈或橡胶密封圈实现密封连接，存在密封材料耐温性能差，以及由于配合差造成的漏气问题，极大的限制了多孔陶瓷负载钯膜管的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现可靠连接的钯膜管件，以解决多孔陶瓷负载钯膜管存在气密性差、密封连接可靠性低的问题，从而提高钯膜管件的实际使用过程中的性能和可靠性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种氢分离钯膜管件，该钯膜管件包括多孔陶瓷管和金属连接件等，所述的多孔陶瓷管开口端的外表面从里到外设置微晶玻璃涂层和活性金属涂层，活性金属涂层的长度小于微晶玻璃涂层的长度，未设置微晶玻璃涂层的多孔陶瓷管外表面及与其相邻的部分微晶玻璃涂层的外表面设置负载钯合金膜。

所述多孔陶瓷管的结构为一端密闭一端通管(开口)结构或两端通管(开口)结构，优选一端密闭一端通管结构；所述多孔陶瓷管的材质为氧化铝或氧化锆。

所述多孔陶瓷管的外径为8-50mm，长度为100-1500mm。

所述多孔陶瓷管开口端端部的外表面涂敷微晶玻璃涂层，涂层厚度为20-200微米。所述微晶玻璃涂层材料为氧化硅-氧化铝基微晶玻璃，涂层热处理温度为900-1400℃。

在多孔陶瓷管开口端端部的微晶玻璃涂层上涂覆活性金属涂层(或活性合金涂层)，活性金属涂层覆盖的有效长度小于微晶玻璃涂层，在远离多孔陶瓷管开口端端部的一部分微晶玻璃涂层上不涂覆活性金属涂层。活性金属涂层的厚度为20-200微米。

所述活性金属涂层的材料为含钛银铜合金，包括但不限于AgCuTi4.5、AgCuTi2、AgCuTi6等。

所述负载钯合金膜的成分包括但不限于Pd-Ag、Pd-Y、Pd-Au、Pd-Cu、Pd-Pt、Pd-Ru、Pd-Ag-Cu、Pd-Ni-Au等。所述负载钯合金膜的厚度为0.5-20μm。

所述负载钯合金膜的有效长度应保证覆盖部分微晶玻璃涂层，并与活性金属涂层无接触。

所述金属连接件安装在多孔陶瓷管的开口端端部，所述金属连接件材料为铁钴镍可伐合金。