一种氢分离钯膜管件制造技术

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氢分离钯膜管件


[0001]本技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本技术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。
[0005]本技术采用的技术方案如下：
[0006]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。
[0007]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。
[0008]所述多孔陶瓷管的外径为8
‑
50mm，长度为100
‑
1500mm。
[0009]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℃。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]上述氢分离钯膜管件，可通过涂敷微晶玻璃涂层、进行一次热处理、制备负载钯合金膜、涂敷活性金属涂层及装配和进行二次热处理等步骤制备得到。
[0016]本技术的有益效果：本技术采用了一种新型的氢分离钯膜管件结构形式，所采用的微晶玻璃层保证了多孔陶瓷负载钯膜管端部气密性。此外，由于可伐合金管件与多孔陶瓷载体热膨胀系数匹配，通过活性合金层可以实现可伐合金管件与多孔陶瓷负载钯膜管端部气密性和在热循环过程中的连接可靠性。
[0017]本技术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。
附图说明
[0018]图1为本技术的一种氢分离钯膜管件的结构示意图。
[0019]图2为本技术的另一种氢分离钯膜管件的结构示意图。
[0020]主要附图标记说明：
[0021]1ꢀꢀꢀꢀ
多孔陶瓷管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀ
微晶玻璃涂层
[0022]3ꢀꢀꢀꢀ
活性金属涂层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀ
负载钯合金膜
[0023]5ꢀꢀꢀꢀ
金属连接件
具体实施方式
[0024]本技术的氢分离钯膜管件由多孔陶瓷管、负载钯合金膜、金属连接件等构成，其中，多孔陶瓷管采用一端密闭一端通管结构或两端通管结构。
[0025]如图1所示，氢分离钯膜管件由多孔陶瓷管1、负载钯合金膜4和金属连接件5等组成，多孔陶瓷管1的结构为两端通管结构，多孔陶瓷管1的材质为氧化铝或氧化锆。多孔陶瓷管1两端的外表面从里到外设置微晶玻璃涂层2和活性金属涂层3，活性金属涂层3的长度小于微晶玻璃涂层2的长度，在远离多孔陶瓷管1端部的一部分微晶玻璃涂层2上不涂覆活性金属涂层3，未设置微晶玻璃涂层2的多孔陶瓷管1外表面及与其相邻的部分微晶玻璃涂层2的外表面设置负载钯合金膜4，负载钯合金膜4的有效长度应保证覆盖部分微晶玻璃涂层2，并与活性金属涂层3无接触。多孔陶瓷管1外径为8
‑
50mm，长度为100
‑
1500mm。多孔陶瓷管1端部的外表面涂敷微晶玻璃涂层2，涂层厚度为20
‑
200微米，多孔陶瓷管1的端部微晶玻璃涂层2的长度为5
‑
50mm。微晶玻璃涂层2材料为氧化硅
‑
氧化铝基微晶玻璃，涂层热处理温度为900
‑
1400℃。活性金属涂层3的厚度为20
‑
200微米，多孔陶瓷管1的端部活性金属涂层3的长度为1
‑
50mm，活性金属涂层3的材料为含钛银铜合金，如AgCuTi4.5、AgCuTi2、AgCuTi6等。
负载钯合金膜4的成分包括Pd
‑
Ag、Pd
‑
Y、Pd
‑
Au、Pd
‑
Cu、Pd
‑
Pt、Pd
‑
Ru、Pd
‑
Ag
‑
Cu、Pd
‑
Ni
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢分离钯膜管件，其特征在于：该管件包括多孔陶瓷管和金属连接件，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。2.根据权利要求1所述的氢分离钯膜管件，其特征在于：所述多孔陶瓷管的结构为一端密闭一端通管结构或两端通管结构。3.根据权利要求2所述的氢分离钯膜管件，其特征在于：所述多孔陶瓷管的材质为氧化铝或氧化锆。4.根据权利要求3所述的氢分离钯膜管件，其特征在于：所述多孔陶瓷管的外径为8
‑
50mm，长度为100
‑
1500mm。5.根据权利要求1所述的氢分离钯膜管件，其特征在于：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℃。6.根据权利要求1所述的氢分离钯膜管件，其特征在于：所述活性金属涂层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，王舟欣，杜淼，米菁，郝雷，于庆河，李世杰，王树茂，蒋利军，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：