一种箔片微孔筛网装置及其制造方法制造方法及图纸

本公开内容提供了一种箔片微孔筛网装置及其制备方法，其中箔片微孔筛网装置包括：至少一个氢选择性膜，其具有进料侧和渗透侧；和至少一个非多孔平面片，其具有形成多个流体通道的多个孔，所述至少一个非多孔平面片包括大致上相对的平面表面，所述平面表面构造为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的渗透侧冶金结合到所述至少一个非多孔平面片，其中，所述非多孔平面片包括具有所述多个孔的两个或更多个离散部分。个孔的两个或更多个离散部分。个孔的两个或更多个离散部分。

【技术实现步骤摘要】
一种箔片微孔筛网装置及其制造方法
[0001]分案申请说明
[0002]本申请是申请号为201980007152.5，申请日为2019年1月3日，专利技术名称为“氢纯化设备”的中国专利申请的分案申请。

技术介绍

[0003]制氢装置是将一种或多种原料转化为包含氢气作为主要成分的产物流的装置。原料可包括含碳原料，并且在一些实施方式中，还可包括水。原料从原料输送系统输送到制氢装置的产氢区，通常是在压力和升高的温度下输送原料。产氢区常常与温度调节装置(例如加热装置或冷却装置)相关联，该温度调节装置消耗一个或多个燃料流以使产氢区维持在合适的温度范围内，以便有效地产生氢气。制氢装置可通过任何合适的(一个或多个)机制，诸如例如蒸汽重整、自热重整、热解和/或催化部分氧化等机制产生氢气。
[0004]然而，所生成或产生的氢气可能具有杂质。该气体可以称为包含氢气和其他气体的混合气体流。在使用混合气体流之前，必须对其进行纯化，以除去至少一部分其他气体。制氢装置因此可以包括用于提高混合气体流的氢纯度的氢纯化设备。氢纯化设备可以包括至少一个氢选择性膜，以将混合气体流分离成产物流和副产物流。产物流包含来自混合气体流的较高浓度的氢气和/或浓度得以降低的其他气体中的一种或多种。使用一个或多个氢选择性膜的氢纯化是压力驱动的分离过程，其中一个或多个氢选择性膜包含于压力容器中。混合气体流接触(一个或多个)膜的混合气体表面，并且产物流由渗透穿过(一个或多个)膜的至少一部分混合气体流形成。压力容器通常是密封的，以防止气体进入或离开压力容器，除非通过限定的入口和出口或导管进入或离开。
[0005]产物流可用于多种应用中。一种这样的应用是能量生产，诸如生产电化学燃料电池。电化学燃料电池是将燃料和氧化剂转化为电力、反应产物和热量的设备。例如，燃料电池可以将氢和氧转化为水和电力。在这些燃料电池中，氢为燃料，氧为氧化剂，并且水为反应产物。燃料电池堆包括多个燃料电池，并且可以与制氢装置一起使用以提供能量生产装置。
[0006]在美国专利第5,861,137、6,319,306、6,494,937、6,562,111、7,063,047、7,306,868、7,470,293、7,601,302、7,632,322、8,961,627号以及美国专利申请公开号2006/0090397、2006/0272212、2007/0266631、2007/0274904、2008/0085434、2008/0138678、2008/0230039和2010/0064887中描述了制氢装置、氢处理装置和/或这些装置的部件的示例。上述专利和专利申请公开文本的全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。

技术实现思路

[0007]本公开内容的一些实施方式可以提供一种氢纯化设备。在一些实施方式中，所述氢纯化设备可包括第一端部框架和第二端部框架，该第一端部框架和第二端部框架包括构造为接收包含氢气和其他气体的混合气体流的输入端口。所述第一端部框架和所述第二端部框架可另外包括输出端口，所述输出端口构造为接收渗透流，所述渗透流包含比混合气
体流更高浓度的氢气和更低浓度的其他气体中的至少一个；以及副产物端口，其构造为接收包含至少大部分其他气体的副产物流。所述氢纯化设备还包括至少一个设置在第一端部框架和第二端部框架之间并固定至第一端部框架和第二端部框架的箔片微孔筛网装置。所述至少一个箔片微孔筛网装置包括至少一个具有进料侧和渗透侧的氢选择性膜。所述渗透流的至少一部分由所述混合气体流的从所述进料侧穿透到所述渗透侧的部分形成，所述混合气体流的保留在进料侧的其余部分形成了副产物流的至少一部分。
[0008]在一些实施方式中，所述至少一个箔片微孔筛网装置还包括至少一个微孔筛网结构，该微孔筛网结构包括非多孔平面片，该非多孔平面片具有形成多个流体通道的多个孔。所述平面片包括大致上相对的平面表面，该平面表面构造为向渗透侧提供支撑。所述多个流体通道在所述相对的表面之间延伸。所述至少一个氢选择性膜冶金结合到所述至少一个微孔筛网结构。所述氢纯化设备还包括多个框架，该多个框架设置在所述第一端部框架和第二端部框架与所述至少一个箔片微孔筛网装置之间并固定至所述第一端部框架和第二端部框架。所述多个框架中的每一个框架包括限定开放区的周边壳体。
[0009]在一些实施方式中，所述氢纯化设备可包括第一端部框架和第二端部框架，该第一端部框架和第二端部框架包括构造为接收包含氢气和其他气体的混合气体流的输入端口。第一端部框架和第二端部框架可另外包括输出端口，该输出端口构造为接收渗透气体流，该渗透气体流包含比混合气体流更高浓度的氢气和更低浓度的其他气体中的至少一个；以及构造为接收包含至少大部分其他气体的副产物流的副产物端口。氢纯化设备还包括至少一个设置在第一端部框架和第二端部框架之间并固定至第一端部框架和第二端部框架的箔片微孔筛网装置。所述至少一个箔片微孔筛网装置包括至少一个具有进料侧和渗透侧的氢选择性膜。渗透流的至少一部分由所述混合气体流的从所述进料侧穿透到所述渗透侧的部分形成，混合气体流的保留在所述进料侧的其余部分形成了副产物流的至少一部分。所述至少一个箔片微孔筛网装置还包括至少一个微孔筛网结构，该微孔筛网结构包括构造为向渗透侧提供支撑的大致上相对的平面表面，以及在相对的表面之间延伸的多个流体通道。所述至少一个氢选择性膜冶金结合到所述至少一个微孔筛网结构。
[0010]所述氢纯化设备还包括多个框架，所述多个框架设置在所述第一端部框架和第二端部框架与所述至少一个箔片微孔筛网装置之间并固定至所述第一端部框架和第二端部框架。所述多个框架包括设置在所述至少一个箔片微孔筛网装置和所述第二端部框架之间的至少一个渗透框架。所述至少一个渗透框架包括周边壳体和形成于周边壳体上并构造为从至少一个氢选择性膜接收至少一部分渗透流的输出导管。所述至少一个渗透框架还包括由周边壳体包围的开放区、以及至少一个膜支撑结构，该膜支撑结构跨过该开放区的至少大部分并且构造为支撑所述至少一个箔片微孔筛网装置。所述至少一个膜支撑结构不具有穿孔。
[0011]在本公开内容的一些实施方式中，可以提供箔片微孔筛网装置。所述箔片微孔筛网装置可包括至少一个具有进料侧和渗透侧的氢选择性膜。所述至少一个氢选择性膜可以构造为接收混合气体流，以使得渗透流由所述混合气体流的从所述进料侧穿透到所述渗透侧的部分形成，并且使得副产物流由所述混合气体流的保留在所述进料侧的其余部分形成。所述箔片微孔筛网装置还可以包括至少一个微孔筛网结构，该微孔筛网结构包括具有形成多个流体通道的多个孔的非多孔平面片。所述平面片可以包括构造为向渗透侧提供支
撑的大致上相对的平面表面。所述多个流体通道可以在相对的表面之间延伸。所述至少一个氢选择性膜的渗透侧可以冶金结合到所述至少一个微孔筛网结构。
附图说明
[0012]图1为制氢装置的示例的示意图。
[0013]图2为制氢装置的另一示例的示意图。
[0014]图3为图1的制氢装置的氢气纯化设备的示意图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种箔片微孔筛网装置，包括：至少一个氢选择性膜，其具有进料侧和渗透侧；和至少一个非多孔平面片，其具有形成多个流体通道的多个孔，所述至少一个非多孔平面片包括大致上相对的平面表面，所述平面表面构造为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的渗透侧冶金结合到所述至少一个非多孔平面片，其中，所述非多孔平面片包括具有所述多个孔的两个或更多个离散部分。2.根据权利要求1所述的箔片微孔筛网装置，其中所述两个或更多个离散部分的每一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不具有所述多个孔的至少一个边界部分隔开。3.根据权利要求1所述的箔片微孔筛网装置，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结合到所述两个或更多个离散部分中的每一个离散部分。4.根据权利要求3所述的箔片微孔筛网装置，其中，所述两个或更多个氢选择性膜中的每一个氢选择性膜的尺寸设定为大于相应的离散部分，使得所述氢选择性膜的周边部分接触所述非多孔平面片的不包括所述多个孔的一个或多个部分。5.根据权利要求1所述的箔片微孔筛网装置，其中所述至少一个氢选择性膜扩散结合到所述至少一个非多孔平面片。6.根据权利要求1所述的箔片微孔筛网装置，其中所述非多孔平面片限定一平面，所述多个孔中的一个或多个孔的纵轴垂直于所述平面。7.根据权利要求6所述的箔片微孔筛网装置，其中所述多个孔中的全部孔的纵轴垂直于所述平面。8.根据权利要求1所述的箔片微孔筛网装置，其中所述非多孔平面片的厚度在100微米到200微米之间。9.一种箔片微孔筛网装置的制造方法，包括：提供至少一个氢选择性膜，所述至少一个氢选择性膜具有进料侧和渗透侧；和提供具有形成多个流体通道的多个孔的至少一个非多孔平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：埃利门特第一公司，
类型：发明
国别省市：