专利名称：氢分离膜渗氢性能测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种渗氢性能测量装置。
背景技术：
氢气作为一种新型能源具有蕴藏量大、可循环利用以及无环境污染等优点，在半导体工业、石油化工行业、航空航天、燃料电池等诸多领域具有广阔的应用前景。氢气的获得渠道十分多样，提取工业副产中的氢是获取氢的高效、廉价、可循环的有效途径之一。据统计，我国在合成氨工业中氢的年回收量达14亿立方米，氯碱工业中有多达8700万立方米氢可回收利用。此外，冶金、发酵制酒及丁醇溶剂等生产过程中都会产生大量氢可供回收利用。该途径的高效性及可观的前景迫切需要有效的方法对回收的氢气(含杂质气体)进行高效的提纯和净化，才能得到高纯的可供工业应用的氢气。膜分离技术是目前获取高纯氢源的最有效途径。该技术根据氢气可以选择性地渗透特定的膜材料的原理，可以将高温高压的混有“杂质”的氢气进行选择性分离和提纯。对于上述膜分离过程，表征氢分离膜性能最重要的参数之一为其渗透性Φ，其表达式为:././
权利要求
1.氢分离膜渗氢性能测量装置，它包括一号阀门(I)、二号阀门(2)、三号阀门(3)、四号阀门(4)、五号阀门(5)、六号阀门(6)、七号阀门(7)、八号阀门(8)、样品室(11)、氢气气瓶(26)和氮气气瓶(27)； 其特征是:它还包括压力控制系统(9)、温度控系统(10)、测量及记录系统(12)、抽真空系统(13)和水冷装置(25)； 氢气气瓶(26)的出气口与一号阀门⑴的进气口连通；氮气气瓶(27)的出气口与二号阀门(2)的进气口连通；一号阀门(I)的出气口与二号阀门(2)的出气口同时与压力控制系统(9)的进气口连通；所述压力控制系统(9)的出气口与七号阀门(7)的进气口连通；所述七号阀门(7)的出气口同时与八号阀门(8)的进气口和三号阀门(3)的进气口连通；所述八号阀门(8)的出气口与水冷装置(25)的进气孔连通；所述水冷装置(25)的出气孔与样品室(11)的进气口连通；所述样品室(11)的出气口同时与六号阀门(6)的进气口和五号阀门(5)的进气口连通；测量及记录系统(12)用于检测六号阀门(6)的出气口处的氢渗透流量，还用于计算待测量的氢分离膜片渗氢性； 五号阀门(5)的出气口同时与四号阀门(4)的进气口和抽真空系统(13)的抽真空口连通；所述四号阀门⑷的出气口与三号阀门⑶的进气口连通；所述三号阀门⑶为洗气Π ； 温度控系统(10)用于对样品室(11)进行温度控制。
2.根据权利要求1所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于样品室(11)包括进气端腔体(14)、一号密封圈(16-1)、二号密封圈(16-2)和渗透端腔体(15)； 所述进气端腔体(14)的左、右两侧分别开有进气口和出气口 ；渗透端腔体(15)的左、右两侧分别开有进气口和出气口； 进气端腔体(14)、一号 密封圈(16-1)、待测氢分离膜片(17)、二号密封圈(16-2)和渗透端腔体(15)从左到右的顺序固定为一体件；所述进气端腔体(14)的进气口的中心、进气端腔体(14)的出气口的中心、一号密封圈(16-1)的中心、待测氢分离膜片(17)的中心、二号密封圈(16-2)的中心、渗透端腔体(15)的进气口的中心和渗透端腔体(15)的出气口的中心位于一条水平的直线上； 所述进气端腔体(14)的进气口是样品室(11)的进气口 ；渗透端腔体(15)的出气口是样品室(11)的出气口。
3.根据权利要求1或2所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于压力控制系统(9)包括PID控制器(18)、流量控制器(19)、集气腔(20)和压力传感器(21)； 集气腔(20)的左、右两侧分别开有进气口和出气口 ；所述流量控制器(19)的出气口与集气腔(20)的进气口连通； 流量控制器(19)的进气口是压力控制系统(9)的进气口 ；集气腔(20)的出气口是压力控制系统(9)的出气口 ； PID控制器(18)的流量控制信号输出端与流量控制器(19)的流量控制信号输入端连接；压力传感器(21)用于检测集气腔(20)的压力值；所述压力传感器(21)的压力信号输出端与PID控制器(18)的压力信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于温度控系统(10)包括一号加热电阻丝(22-1)、二号加热电阻丝(22-2)、温度传感器(23)和温度PID控制器(24)，所述温度PID控制器(24)用于同时给一号加热电阻丝(22-1)和二号加热电阻丝(22-2)加热；温度传感器(23)用于采集样品室(11)的表面温度；所述温度传感器(23)的温度信号输出端与温度PID控制器(24)的温度信号输入端连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于测量及记录系统(12)包括流量计和PC机，所述流量计用于检测六号阀门(6)的出气口处的氢渗透流量；所述流量计的流量信号输出端与PC机的流量信号输出端连接。
6.根据权利要求5所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于抽真空系统(13)采用机械泵实现。
7.根据权利要求5所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于抽真空系统(13)采用分子泵实现。
8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的氢分离膜渗氢性能测量装置，其特征在于一号密封圈(16-1)和二号密封 圈(16-2)均为银丝密封圈。
全文摘要
氢分离膜渗氢性能测量装置，涉及一种渗氢性能测量装置。它是为了解决现有的氢分离膜渗氢性能测量装置的结构复杂、稳定性和准确度差，以及自动化程度低的问题。它的氢气气瓶通过一号阀门与压力控制系统连通；氮气气瓶通过二号阀门与压力控制系统连通；压力控制系统先后通过七号阀门、八号阀门、水冷装置与样品室连通；样品室先后通过六号阀门与测量及记录系统连通；样品室通过五号阀门、四号阀门和三号阀门进行洗气；温度控系统用于对样品室进行温度控制。本发明适用于氢分离膜渗氢性能测量。
文档编号G01N15/08GK103196812SQ201310150760
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者李新中, 闫二虎, 刘冬梅, 郭景杰 申请人:哈尔滨工业大学