一种高纯氢气发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种高纯氢气发生器，所述高纯氢气发生器包括制氢模块、钯膜纯化模块、真空泵、六通阀、三通阀。该氢气发生器通过钯膜纯化模块的温控部件对系统进行自动化控制，不仅具有装置结构简易、携带方便等优势，而且不需要编写额外的控制软件同时又实现自动化一键式启动。启动。启动。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯氢气发生器


[0001]本专利技术属于氢气制备领域，涉及一种高纯氢气发生器。

技术介绍

[0002]常见的氢气制备方法有煤制氢、醇类重整制氢、烷烃类重整以及电解水制氢等。其中醇类重整以及电解水重整制氢在分布式小规模制氢领域应用极为广泛，尤其是电解水制氢，具有制氢效率高，设备简单，制备出的富氢纯度相对较高等优点。但是对于绝大多数用氢场合而言，即使是电解水所制备出的氢气纯度也无法满足，因此，制氢配套纯化在分布式应用领域尤为关键。
[0003]氢气的纯化方法有变压吸附法、低温法以及膜分离法，其中变压吸附法往往适用于大规模及超大规模制氢纯化场合，其输出氢气纯度为相对纯度，对氢氦分离系数极低，其输出氢气纯度取决于其所对应的吸附剂类型，尤其是当氢源质量变化时，其输出纯度即随之变化；低温法则往往适用于中大规模氢气纯化场合，因氢气液化温度极低，因此输出氢气纯度相对可靠，但随之带来的则是高能耗；膜分离法具有投资少、能耗低、效率高等优点，往往应用于中小规模氢气纯化场合，尤其是钯膜分离法，其对氢气具有唯一选择透过性，因此采用钯膜分离法纯化后的氢气纯度最高，尤其是在半导体领域应用最为广泛。
[0004]常用的基于钯膜纯化的制氢仪器则存在多阀控制，受制于钯膜的保护机制，一组钯膜纯化模块往往至少需要五个控制阀，不仅造成控制复杂，而且增加设备所需要的空间体积及重量，阻碍了钯膜纯化在便携式应用领域的优势。

技术实现思路

[0005]针对上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种结构简易、携带方便的具有全自动化控制的高纯氢气发生器。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种高纯氢气发生器包括制氢模块、钯膜纯化模块、真空泵、六通阀、三通阀；所述六通阀有A、B、C、D、E、F六个接口，六通阀的A接口与制氢原料连接，六通阀的B接口与制氢模块、钯膜纯化模块、六通阀的E接口连通，六通阀的C接口与三通阀的第一端口连通，六通阀的D接口与真空泵连通，六通阀的F接口与大气连通，钯膜纯化模块的高纯氢气出口与三通阀的第二端口连通，三通阀的第三端口对外输出高纯氢气。
[0008]所述制氢模块中涉及的制氢方法为电解水制氢、金属氢化物水解制氢、金属制氢、氨分解制氢、醇类制氢、烷烃制氢中的一种。
[0009]所述钯膜纯化模块中的钯膜为纯钯膜、钯银合金膜、钯铜合金膜、钯金合金膜中的一种。
[0010]所述六通阀和三通阀为电动或气动控制两位阀，所述六通阀和三通阀包括保护位和制氢位。
[0011]所述钯膜纯化模块包括加热及温控部件，温控部件可输出低温信号或高温信号；
当钯膜纯化模块的实际温度低于设置的钯膜纯化模块的运行温度时，温控部件输出低温信号，六通阀和三通阀自动切换至保护位，并开启真空泵；当钯膜纯化模块的实际温度达到设置的钯膜纯化模块的运行温度时，温控部件输出高温信号，六通阀和三通阀自动切换至制氢位，关闭真空泵，并开始制氢。所述钯膜纯化模块的运行温度为350℃～500℃。
[0012]所述真空泵用于在钯膜纯化模块升温和降温阶段时，对管路抽真空保护钯膜。
[0013]本专利技术涉及的高纯氢气发生器的工作流程如下：设置钯膜纯化模块的运行温度，并按照设定好的升温速率进行升温，在升温阶段，因钯膜纯化模块的实际温度低于设置的钯膜纯化模块的运行温度，温控部件输出低温信号，六通阀和三通阀自动切换至保护位，并同时开启真空泵，对系统管路抽真空保护；当钯膜纯化模块的实际温度达到设置的钯膜纯化模块的运行温度，温控部件输出高温信号，六通阀和三通阀自动切换至制氢位，真空泵停止工作，制氢原料从六通阀的A接口输入，从六通阀的B接口输出至制氢模块，制氢模块制备的富氢气体输送至钯膜纯化模块，纯化后残余的尾气从钯膜纯化模块尾气出口输送至六通阀E端口，并从六通阀的F端口排出；纯化后的高纯氢气从钯膜纯化模块的纯氢出口输送至三通阀的第二端口，并从三通阀的第三端口排出；当需要停机时，关闭钯膜纯化模块的加热，自然降温，在降温阶段，当钯膜纯化模块的实际温度低于设置的钯膜纯化模块的运行温度时，温控部件输出低温信号，此时六通阀和三通阀自动切换至保护位，停止制氢，并同时开启真空泵，对系统管路抽真空保护。
[0014]有益效果：本专利技术涉及的高纯氢气发生器，将制氢模块与钯膜纯化模块通过六通阀和三通阀连通，通过温控部件对系统进行自动化控制，不仅具有装置结构简易、携带方便等优势，而且不需要编写额外的控制软件同时又实现自动化一键式操作。
附图说明
[0015]图1.高纯氢气发生器的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护的范围。
[0017]实施例1
[0018]请参照图1，本专利技术提供的一种实施例，一种高纯氢气发生器包括制氢模块1、钯膜纯化模块2、真空泵3、六通阀4、三通阀5；所述六通阀4有A、B、C、D、E、F六个接口，六通阀4的A接口与制氢原料连接，六通阀4的B接口与制氢模块1、钯膜纯化模块2、六通阀4的E接口连通，六通阀4的C接口与三通阀5的第一端口51连通，六通阀4的D接口与真空泵3连通，六通阀4的F接口与大气连通，钯膜纯化模块2的高纯氢气出口与三通阀5的第二端口52连通，三通阀5的第三端口53对外输出高纯氢气。
[0019]本实施例中制氢模块1所涉及的制氢方法为电解水制氢，钯膜纯化模块2所涉及的钯膜为纯钯膜，钯膜纯化模块2的运行温度为350℃，六通阀4和三通阀5为电动阀两位阀。
[0020]该高纯氢气发生器具体工作流程如下：设置钯膜纯化模块2的运行温度为350℃，
设定升温速率为20℃/min进行升温，在升温阶段，因钯膜纯化模块2的实际温度低于设置的钯膜纯化模块2的运行温度，钯膜纯化模块2的温控部件输出低温信号，六通阀4和三通阀5自动切换至保护位，并同时开启真空泵3，对系统管路抽真空保护；当钯膜纯化模块2的实际温度达到设置的钯膜纯化模块2的运行温度时，钯膜纯化模块2的温控部件输出高温信号，六通阀4和三通阀5自动切换至制氢位，真空泵3停止工作，制氢原料从六通阀4的A接口输入，从六通阀4的B接口输出至制氢模块1，制氢模块1制备的富氢气体输送至钯膜纯化模块2，纯化后残余的尾气从钯膜纯化模块2尾气出口输送至六通阀4的E端口，并从六通阀4的F端口排出；纯化后的高纯氢气从钯膜纯化模块2的纯氢出口输送至三通阀5的第二端口52，并从三通阀5的第三端口53排出；当需要停机时，关闭钯膜纯化模块2的加热，自然降温，在降温阶段，当钯膜纯化模块2的实际温度低于设置的钯膜纯化模块2的运行温度时，温控部件输出低温信号，此时六通阀4和三通阀5自动切换至保护位，停止制氢，并同时开启真空泵3，对系统管路抽真空保护。
[0021]实施例2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯氢气发生器，其特征在于：包括制氢模块、钯膜纯化模块、真空泵、六通阀、三通阀；所述六通阀有A、B、C、D、E、F六个接口，六通阀的A接口与制氢原料连接，六通阀的B接口与制氢模块、钯膜纯化模块、六通阀的E接口连通，六通阀的C接口与三通阀的第一端口连通，六通阀的D接口与真空泵连通，六通阀的F接口与大气连通，钯膜纯化模块的高纯氢气出口与三通阀的第二端口连通，三通阀的第三端口对外输出高纯氢气。2.根据权利要求1所述的高纯氢气发生器，其特征在于：所述制氢模块中涉及的制氢方法为电解水制氢、金属氢化物水解制氢、金属制氢、氨分解制氢、醇类制氢、烷烃制氢中的一种。3.根据权利要求1所述的高纯氢气发生器，其特征在于：所述钯膜纯化模块中的钯膜为纯钯膜、钯银合金膜、钯铜合金膜、钯金合金膜中的一种。4.根据权利要求1所述的高纯氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦，丁维华，陈廷刚，
申请(专利权)人：义乌市锐胜新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：