一种金属镍中空纤维膜组件及其制备方法和使用其分离氢气的方法技术

本发明专利技术提供了一种金属镍中空纤维膜组件及其制备方法和使用其分离氢气的方法，所述组件从上到下依次设置上壳体、安置盘和下壳体；其中，所述上壳体设置进气口，所述安置盘设置金属镍中空纤维膜束，所述下壳体设置第一出气口。本发明专利技术提供的金属镍中空纤维膜组件可用于直接从高温混合气体中分离出氢气，避免了设置冷却系统，并且使用金属镍，降低了制氢成本，可用作在线制氢系统。

A metal nickel hollow fiber membrane module and its preparation method and the method of using it to separate hydrogen

The invention provides a metallic nickel hollow fiber membrane and its preparation method and use method of the hydrogen separation, the components are arranged in sequence from up to down on housing, resettlement of disc and the lower shell of the shell; wherein, the air inlet is provided, placement of wheel set metal nickel hollow fiber film bundle. The housing is provided under the first air outlet. The metal nickel hollow fiber membrane module provided by the invention can be used for separating hydrogen from the high-temperature mixed gas directly, avoiding setting the cooling system, and reducing the cost of hydrogen production by using metal nickel, which can be used as an online hydrogen production system.

【技术实现步骤摘要】
一种金属镍中空纤维膜组件及其制备方法和使用其分离氢气的方法
本专利技术属于膜分离制氢
，具体涉及一种金属镍中空纤维膜组件及其制备方法和使用其分离氢气的方法。
技术介绍
氢气不仅是一种重要的化工原料，而且广泛应用于金属焊接或切割、金属冶炼、火箭或导弹的高能燃料、高效燃料电池等，但氢主要以化合物的形式存在于自然界中，必须经过制备、分离和提纯才能获得。目前氢气分离主要采用低温蒸馏或变压吸附技术，这些方法操作复杂，工艺路线长，成本高；膜分离法操作比较简单，但采用有机膜由于分离系数不高，需要多级分离，增加了生产成本，而且有机膜不耐高温，不能直接用于高温反应气的氢气分离。目前可用于高温氢气分离的分离膜主要是金属钯(Pd)及其合金膜，它是基于氢气在金属Pd膜内的溶解并解离成氢原子，通过氢原子在膜内的扩散实现行氢气分离，具有100％的H2分离选择性，因而可用于分离纯氢。但金属Pd非常昂贵，而且金属Pd膜的制备工艺复杂，并且由于氢脆以及高温下Pd膜与多孔支撑体间互相渗透反应而显著降低Pd膜的稳定性，难以大规模生产和工业化应用。金属镍(Ni)也具有一定的透氢性能，但其氢渗透速率远低于金属钯膜，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，所述组件从上到下依次设置上壳体、安置盘和下壳体；其中，所述上壳体设置进气口，所述安置盘设置金属镍中空纤维膜束，所述下壳体设置第一出气口。

【技术特征摘要】
1.一种金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，所述组件从上到下依次设置上壳体、安置盘和下壳体；其中，所述上壳体设置进气口，所述安置盘设置金属镍中空纤维膜束，所述下壳体设置第一出气口。2.根据权利要求1所述的金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，所述安置盘上设置有至少一束金属镍中空纤维膜束；优选地，所述金属镍中空纤维膜束密封连接于所述安置盘上；优选地，所述金属镍中空纤维膜束通过密封圈密封连接于所述安置盘上。3.根据权利要求2所述的金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，所述金属镍中空纤维膜束包括至少两根金属镍中空纤维膜；优选地，相邻两根所述金属镍中空纤维膜之间的间隙为0.1-0.5mm；优选地，所述金属镍中空纤维膜连接于所述安置盘的一端为开口端，另一端封闭且位于所述上壳体空腔内；优选的，所述金属镍中空纤维膜束还包括设置于所述金属镍中空纤维膜开口一端的固定件；优选地，所述固定件为金属镍固定件或镍合金固定件。4.根据权利要求3所述的金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，所述金属镍中空纤维膜的制备方法包括如下步骤：(1)在有机聚合物溶液中加入金属镍粉，搅拌均匀，得到铸膜液；(2)将步骤(1)得到的铸膜液纺丝并固化，得到金属镍中空纤维膜前体；(3)将步骤(2)得到的金属镍中空纤维膜前体的一端封口；(4)将步骤(3)得到的一端封口的金属镍中空纤维膜前体进行烧结，得到所述金属镍中空纤维膜；优选地，步骤(1)所述有机聚合物为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或聚醚酰亚胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)使用的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述金属镍粉的粒径为0.1μm-5μm，优选0.5μm-3μm；优选地，步骤(1)得到的铸膜液中所述有机聚合物重量百分含量为5-10％，所述金属镍粉重量百分含量为50-80％。5.根据权利要求4所述的金属镍中空纤维膜组件，其特征在于，步骤(2)还包括在纺丝之前将步骤(1)得到的铸膜液在0.001-0.01MPa的真空下脱气1-4h；优选地，步骤(2)所述纺丝的方法为通入1-5mL/min芯液条件下，用0.1-0.5MPa气压将铸膜液挤压通过纺丝头；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭小耀，张明智，李渊，王晨，陈宗蓬，
申请(专利权)人：天津工业大学，上海穗杉实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12