[发明专利]氢纯化装置

权利要求书

1.一种氢纯化装置，包括：

第一端部框架和第二端部框架，包括：

输入端口，被配置成接收包含氢气和其他气体的混合气体流；

输出端口，被配置成接收渗透流，所述渗透流包含比所述混合气体流高的氢气浓度和比所述混合气体流低的其他气体浓度中的至少一者；和

副产物端口，被配置成接收包含至少大部分的所述其他气体的副产物流；

至少一个箔-微筛组件，被设置在所述第一端部框架和所述第二端部框架之间并固定到所述第一端部框架和所述第二端部框架，所述至少一个箔-微筛组件包括：

至少一个氢选择性膜，具有进料侧和渗透侧，所述渗透流的至少一部分由所述混合气体流的从进料侧流到渗透侧的部分形成，其中保留在所述进料侧的所述混合气体流的剩余部分形成所述副产物流的至少一部分，和

至少一个微筛结构，包括具有形成多个流体通道的多个孔口的无孔平面片，所述多个孔口中的每个孔口具有限定纵向轴线的长度，所述多个孔口以多排的形式被定位在所述无孔平面片上，使得所述多排中的每排中的多个孔口中的孔口的纵向轴线(1)彼此平行，以及(2)不平行于所述多排中的相邻排的多个孔口中的孔口的纵向轴线，所述无孔平面片包括大体相对的平面表面，所述平面表面被配置成向所述渗透侧提供支撑，所述多个流体通道在所述相对的表面之间延伸，其中所述至少一个氢选择性膜冶金地结合到所述至少一个微筛结构；以及

多个框架，被设置在所述第一端部框架和所述第二端部框架与所述至少一个箔-微筛组件之间并被固定到所述第一端部框架和所述第二端部框架，所述多个框架中的每个框架包括限定开口区域的周界框体。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述无孔平面片包括具有所述多个孔口的两个或更多个离散部分，并且其中所述两个或更多个离散部分中的每个离散部分与所述两个或更多个离散部分中的相邻离散部分通过没有所述多个孔口的至少一个边界部分间隔开。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少一个氢选择性膜包括两个或更多个氢选择性膜，并且其中所述两个或更多个氢选择性膜中的不同的氢选择性膜冶金地结合至所述两个或更多个离散部分中的每个离散部分。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述两个或更多个氢选择性膜中的每个氢选择性膜被设置大小成大于对应的离散部分，使得所述氢选择性膜的周界部分接触所述无孔平面片的不包括所述多个孔口的一个或多个部分。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个氢选择性膜扩散结合到所述至少一个微筛结构。

6.一种氢纯化装置，包括：

第一端部框架和第二端部框架，包括：

输入端口，被配置成接收包含氢气和其他气体的混合气体流；

输出端口，被配置成接收渗透流，所述渗透流包含比所述混合气体流高的氢气浓度和比所述混合气体流低的其他气体浓度中的至少一者；和

副产物端口，被配置成接收包含至少大部分的所述其他气体的副产物流；

至少一个箔-微筛组件，被设置在所述第一端部框架和所述第二端部框架之间并固定到所述第一端部框架和所述第二端部框架，所述至少一个箔-微筛组件包括：

至少一个氢选择性膜，具有进料侧和渗透侧，所述渗透流的至少一部分由所述混合气体流的从进料侧流到渗透侧的部分形成，其中保留在所述进料侧的所述混合气体流的剩余部分形成了所述副产物流的至少一部分，和

至少一个微筛结构，包括无孔平面片，所述无孔平面片具有形成多个流体通道的多个体育场形状孔口，所述多个体育场形状孔口中的每个孔口的长度至少是该孔口的半径的十倍，所述平面片包括配置成向所述渗透侧提供支撑的大体相对的平面表面，所述多个流体通道在所述相对的表面之间延伸，其中所述至少一个氢选择性膜冶金地结合到所述至少一个微筛结构；以及

多个框架，被设置在所述第一端部框架和所述第二端部框架与所述至少一个箔-微筛组件之间并被固定到所述第一端部框架和所述第二端部框架，所述多个框架中的每个框架包括限定开口区域的周界框体。