[实用新型]超纯氢发生器

说明书

本实用新型涉及一种超纯气发生器，属于气相色谱仪配套的气源装置。

现有的超纯氢发生器普遍由电源稳压装置、碱水溶液容器、电解分离池组成，有的还装有气液分离筒。采用在电解分离池中电解氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液利用钯的渗透氢离子技术制取超纯氢气。其电解分离池由纯镍管、纯镍盖、纯镍棒、阳极法兰盘用氩弧焊接为一体的阳电极和数根钯银合金管一端焊接封口另一端用氩弧焊接在阴极法兰盘上的阴电极及耐腐蚀材料的垫圈组成，阳电极套在阴电极外，垫圈垫在阳极法兰盘与阴极法兰盘之间把两者绝缘密封并用螺钉把三者固定。中国科学院化学研究所、北京第二环境保护仪器厂、天津分析仪器厂生产的DCH－200－1－5型超纯氢气发生器和美国威林托·米斯公司制造的OPGU－5003型及日本岛津公司生产的15EHGIB2型超纯氢发生器均采用上述的电解分离池。这种电解分离池使用价格昂贵、制造工艺严格复杂、活化成品率低的钯银合金电极管，该电解分离池加工、装配工艺较复杂，难度较高，故超氢发生器整机造价较高；另外这种电解分离池在使用过程需要约0.5－1MPa的氢气压，否则使用不慎会造成短路烧毁电极或喷碱事故，加水很不方便。

本实用新型的目的是提供一种造价低廉、安全可靠、体积较小、纯度较高的超纯氢发生器特别是提供一种改进的电解分离池。

本超纯氢发生器包括一套电流整装置、碱水溶液容器、电解分离池、气液分离筒、输出流量稳压调节阀，其特征是：采用了以特级石棉纤维氢氧隔离膜作为电解质载体并隔离阳极侧和阴极侧的电解分离池，这种氢氧隔离膜吸附电解质能力强，密封性好；为了提高氢气的纯度本超纯氢发生器中还有净化筒、干燥筒、催化筒；碱水溶液容器在竖直方向二分之一的位置高于电解分离池，使碱水溶液容器中碱水溶液的液面位置高于电解分离池3厘米以上，利用液位差的压力将碱水溶液压进电解分离池、氧气将碱水溶液带回碱水溶液容器形成循环。

下面结合附图及实施例对本实用新型作详细的描述：

图1是本实用新型的电路连接及管道连接示意图。

图2是本实用新型的电解分离池剖视图。

图3是电解分离池的分解示意图。（比例缩小）

图4是电解分离池的阳电极电解工作面正视图。

图5是本实用新型的最佳实施例除去右侧板的侧视图。

图中：1是电流整流装置、2是碱水溶液容器、3是电解分离池、4是气液分离筒、5是净化筒、6是干燥筒、7是催化筒、8是输出流量稳压调节阀、9是阳电极、10是阳极镍丝网、11是绝缘密封垫、12是特级石棉纤维氢氧隔离膜、13是阴极镍丝网、14是阴电极、15是凹槽、16是止口台阶、17是通口、18是微量调节阀、19是压力表、20是压力控制阀。

参照图1，电流整流装置（1）输给电解分离池（3）直流电，氢氧化钠或氢氧化钾溶于水的碱水溶液，在电流的作用下在电解分离池（3）的阳极侧产生氧气，氧气推动碱水溶液经出孔和回液管返回碱水溶液容器（2），氧气由该容器的上部排到大气，碱水溶液在液压差压力的作用下又通过管道进入电解分离池（3），碱水溶液在电解分离池（3）和碱水溶液容器（2）中形成循环；在电解分离池（3）的阴极侧产生氢气，在氢气压力的作用下，碱水溶液在约五分钟内被排回阳极侧，阴极侧在无液状态下工作。产生的氢气通过管道从侧面进入气液分离筒（4）分离氢气中含的碱水溶液（雾状）使之从该管的下部排出。氢气从气液分离筒（4）的上部经管道进入填充尼龙纤维的净化筒（5）滤去极微量的碱雾，净化后的氢气经管道进入填充变色硅胶的干燥筒（6）进一步净化，然后氢气通过管道进入装有钯钛纤维催化剂的催化筒（7）进行氧化提纯，氧气与氢气在催化剂的作用下化合生成微量的水，使氢气的纯度提高十至一百倍。最后氢经管道通过输出流量稳压调节阀（8）输出，接至气相色谱仪。