CN102814146B - 用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置 - Google Patents

Abstract

用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置属于低温工程与低温技术领域，包括出气管、盖网、侧网、玻璃纤维布、吸附室、进气管、内凹底板、电加热器及吸气剂氧化铜粉末。本发明的进气管、出气管焊接在低温容器外罐上部相应的位置上，氧化铜粉末放在吸附室内，当低温压力容器夹层真空度变差时，通过电加热方式使氧化铜粉末和真空夹层内的氢气发生化学反应，生成铜和水蒸汽，水蒸气被真空夹层内的其他吸气剂吸附，有效去除低温容器真空夹层内的氢气，使夹层重新回到高真空状态。本装置设置在低温容器夹层外部，不仅能高效地去除夹层中的氢气，维持夹层真空度，还具有成本低、安装方便、使用寿命长、节省其它吸气剂等优点。

Description

用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置

技术领域

本发明涉及一种用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置，特别是一种采用氧化铜吸氢剂的外置式用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置，属于低温工程与低温技术领域。

背景技术

高真空多层绝热又称“超级绝热”，是目前低温压力容器广泛采用的绝热方式之一。绝热夹层的真空度是保证真空绝热低温容器之绝热性能的关键因素，为了达到良好的绝热目的，一般要求夹层真空度在l×l0^-2Pa以上。而夹层材料的放气和容器的漏气，会导致夹层真空度逐渐降低，从而影响容器的绝热性能。因此，夹层高真空度的维持关系到压力容器的使用寿命。在夹层设置吸附剂对于有效保持夹层空间的真空度具有重要的作用，夹层的真空寿命很大程度上取决于吸附剂的特性、装入量以及能否充分发挥作用等。引起夹层真空度变化的主要原因是内外筒体漏气和夹层材料放气。国内外的大量测试表明，低温压力容器的金属材料及多层绝热材料，在100℃以上热环境中，真空放气一段时间后，放气组分中H₂占放气的70％，并且高真空多层绝热容器的夹层内的放气量远远大于实际的漏气量，H₂是影响夹层真空度下降的主要原因，然而一般的吸气剂如5A分子筛和活性炭在除液氢容器、液氦容器之外的其它低温容器中的吸氢效果很差，无法长时间维持夹层真空度。已有技术中，陈树军在“高真空多层绝热低温容器内吸气剂的真空维持特性研究”的博士论文中提出，将吸氢效果较好的一氧化钯放置在低温容器真空夹层内的吸附室中可以长时间维持夹层真空度。但一氧化钯价格昂贵，且单位质量一氧化钯的吸氢量并不大。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种采用氧化铜吸氢剂的外置式用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置。

本发明所采用的技术方案如下：该发明装置包括出气管、盖网、侧网、玻璃纤维布、吸附室、进气管、内凹底板、电加热器及吸氢剂氧化铜粉末。其中进气管垂直焊接在出气管下部的侧面，内凹底板焊接在出气管的底端，电加热器置于内凹底板的凹槽内并与内凹底板螺纹连接，侧网绕出气管内壁一周，其底端焊接在内凹底板上并与出气管内壁之间留有间隙，盖网置于侧网顶端并用卡条穿过侧网上的孔洞固定，玻璃纤维布紧贴侧网和盖网设置，吸附室由玻璃纤维布和内凹底板之间的空间构成，吸氢剂氧化铜粉末放在吸附室中，玻璃纤维布用于防止氧化铜粉末从侧网和盖网上的孔漏出，盖网是在放置好玻璃纤维布和吸氢剂氧化铜粉末之后再盖上并与侧网固定的，盖网和侧网上均匀地开有孔洞，出气管和进气管分别焊接在低温容器外罐上部相应的进、出气管段上，出气管在低温容器外罐上对应的位置要比进气管所对应的位置高。电加热器开启后，真空夹层中的残余气体从进气管流进，其中的氢气和氧化铜粉末发生化学反应，生成铜和水蒸汽，水蒸汽和未参加反应的气体从出气管流出进入低温容器真空夹层，从而形成一种自然对流。进入低温容器真空夹层的水蒸气被真空夹层内的其他吸气剂如5A分子筛或活性炭吸附，从而在短时间内有效地去除低温容器真空夹层内的氢气，使夹层重新回到高真空状态。除氢过程一般在低温容器内的低温液体已经排空的条件下进行。吸氢剂氧化铜粉末是一种全新的用于低温容器夹层除氢的吸氢剂，其成本低、吸气量大且吸附速度很快，可以在短时间内让低温容器夹层回到高真空状态。

电加热器提供300℃及以上热源，并且其平常并不放在除氢装置上，只有在低温容器夹层真空度变坏后，需要进行除氢处理时才将其安装上去，除氢结束后再将其取下，多个低温容器可以共用一个电加热器。

出气管、盖网、侧网、进气管、内凹底板均采用钢制材料。

本发明的有益效果在于：1.本发明中所使用的吸氢剂为氧化铜粉末，这是一种全新的用于低温容器夹层除氢的吸氢剂，其成本低，吸气量大且吸附速度很快，可以在短时间内让低温容器夹层回到高真空状态；2.本发明装置无需设置在低温容器夹层内部，只需将进气管、出气管焊接在低温容器外罐上部相应的进、出气管段上，并且出气管在低温容器外罐上对应的位置要比进气管所对应的位置高即可。电加热器开启后，真空夹层中的残余气体能顺利从进气管流进，反应后的气体从出气管流出，重新流进低温容器真空夹层内，从而形成一种自然对流，不仅能高效地去除夹层中的氢气，维持住夹层真空度，还具有成本低、安装方便、使用寿命长、节省其它吸气剂等优点；3.电加热器的种类和型号并不固定，只要能提供300℃及以上热源即可，并且其平常并不放置在除氢装置上，只有在低温容器夹层真空度变坏后，需要进行除氢处理时才将其安装上去，除氢结束后还可以将其取下。多个低温容器可以共用一个电加热器，可以有效节约成本。

附图说明

图1是本发明高效除氢装置的结构示意图

图2是本发明高效除氢装置的三维剖视图。

图中1是出气管、2是盖网、3是侧网、4是玻璃纤维布、5是吸附室、6是进气管、7是内凹底板、8是电加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述：

如图1、图2所示，本发明装置包括出气管1、盖网2、侧网3、玻璃纤维布4、吸附室5、进气管6、内凹底板7、电加热器8及吸氢剂氧化铜粉末。其中进气管6垂直焊接在出气管1下部的侧面，内凹底板7焊接在出气管1的底端，电加热器8置于内凹底板7的凹槽内并与内凹底板7螺纹连接，侧网3绕出气管1内壁一周，其底端焊接在内凹底板7上并与出气管1内壁之间留有间隙，盖网2置于侧网3顶端并用卡条穿过侧网3上的孔洞固定，玻璃纤维布4紧贴侧网3和盖网2的内表面设置，吸附室5由玻璃纤维布4和内凹底板7之间的空间构成，吸氢剂氧化铜粉末放在吸附室5中，玻璃纤维布4用于防止氧化铜粉末从侧网3和盖网2上的孔漏出，盖网2是在放置好玻璃纤维布4和吸氢剂氧化铜粉末之后再盖上并与侧网固定的，盖网2和侧网3上均匀地开有孔洞，出气管1和进气管6分别焊接在低温容器外罐上部相应的进、出气管段上，出气管1在低温容器外罐上对应的位置要比进气管6所对应的位置高。电加热器8开启后，真空夹层中的残余气体从进气管6流进，其中的氢气和氧化铜粉末发生化学反应，生成铜和水蒸汽，水蒸汽和未参加反应的气体从出气管1流出进入低温容器真空夹层，从而形成一种自然对流。进入低温容器真空夹层的水蒸气被真空夹层内的其他吸气剂如5A分子筛或活性炭吸附，从而在短时间内有效地去除低温容器真空夹层内的氢气，使夹层重新回到高真空状态。除氢过程一般在低温容器内的低温液体已经排空的条件下进行。吸氢剂氧化铜粉末是一种全新的用于低温容器夹层除氢的吸氢剂，其成本低、吸气量大且吸附速度很快，可以在短时间内让低温容器夹层回到高真空状态。

电加热器8提供300℃及以上热源，并且其平常并不放在除氢装置上，只有在低温容器夹层真空度变坏后，需要进行除氢处理时才将其安装上去，除氢结束后再将其取下，多个低温容器可以共用一个电加热器。

出气管1、盖网2、侧网3、进气管6、内凹底板7均采用钢制材料。

Claims (3)

1.一种用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置，其特征在于：该装置包括出气管(1)、盖网(2)、侧网(3)、玻璃纤维布(4)、吸附室(5)、进气管(6)、内凹底板(7)、电加热器(8)及吸氢剂氧化铜粉末；其中进气管(6)垂直焊接在出气管(1)下部的侧面，内凹底板(7)焊接在出气管(1)的底端，电加热器(8)置于内凹底板(7)的凹槽内并与内凹底板(7)螺纹连接，侧网(3)绕出气管(1)内壁一周，其底端焊接在内凹底板(7)上并与出气管(1)内壁之间留有间隙，盖网(2)置于侧网(3)顶端并用卡条穿过侧网(3)上的孔洞固定，玻璃纤维布(4)紧贴侧网(3)和盖网(2)的内表面部置，吸附室(5)由玻璃纤维布(4)和内凹底板(7)之间的空间构成，吸氢剂氧化铜粉末放在吸附室(5)中，盖网(2)是在放置好玻璃纤维布(4)和吸氢剂氧化铜粉末之后再盖上并与侧网固定的，盖网(2)和侧网(3)上均匀地开有孔洞，出气管(1)和进气管(6)分别焊接在低温容器外罐上部相应的进、出气管段上，出气管(1)在低温容器外罐上对应的位置要比进气管(6)所对应的位置高。

2.根据权利要求1所述的用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置，其特征是所述的电加热器(8)提供300℃及以上热源，一个电加热器(8)可供多个低温容器使用。

3.根据权利要求1所述的用于高真空多层绝热低温容器中的高效除氢装置，其特征是所述的出气管(1)、盖网(2)、侧网(3)、进气管(6)、内凹底板(7)均采用钢制材料。

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