CN105390168B - 具有防爆功能的消氢单元 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消氢防爆技术领域，具体涉及一种消氢单元。一种具有防爆功能的消氢单元，其技术方案是，它包括：散热翅片(1)、壳体(2)和所述壳体(2)内装填的颗粒催化剂(3)；所述壳体(2)包括：限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层；所述散热翅片(1)安装于所述壳体(2)的外表面。本发明可用于氢气含量大于4％以上的超过氢气爆炸下限的空气，可直接用于高浓度氢气的安全消除，解除高浓度氢气泄露导致的燃爆事故。
Description
技术领域
本发明属于消氢防爆技术领域，具体涉及一种消氢单元。
背景技术
在某些化工生产过程中，易发生氢气泄露或生成大量氢气，在相对封闭的环境中，氢气达到一定浓度，就会导致燃爆事故。例如在核电站安全壳非能动氢复合器中，需要安装一种消氢催化剂滤盒，用来缓解设计基准事故或严重事故中氢气累积带来的燃爆风险，用于易发生氢气泄漏或生成大量氢气的相对封闭空间内的高温、高压、高湿、氢气含量为1-4％环境下的氢气消除。在现有技术中，一般没有涉及到氢气含量大于10％环境下的氢气消除。
发明内容
本发明的目的是：提供一种安全具有防爆功能的消氢单元；该单元可用于氢气含量大于4％以上的超过氢气爆炸下限的空气，解除氢气泄露导致的燃爆事故；
本发明的技术方案是：一种具有防爆功能的消氢单元，它包括：散热翅片、壳体和壳体内装填的颗粒催化剂；
壳体为内外层复合结构，它包括：限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层；
散热翅片安装于壳体的外表面。
本发明的有益效果是：(1)本发明的提供一种安全具有防爆功能的消氢单元，由该单元构件组成的消氢装置，可用于氢气含量大于4％以上的超过氢气爆炸下限的空气，可直接用于高浓度氢气的安全消除，解除高浓度氢气泄露导致的燃爆事故；
(2)该消氢单元构件型式既可用于无源非能动消氢，还可用于有源大处理量的能动式消氢。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中限爆隔板的结构示意图；
图3为本发明中壳体为长方形平板结构时的示意图；
图4为本发明中壳体为长方形平板结构时运用实例示意图；
图5为本发明中壳体为中空柱体结构时运用实例示意图；
图6为本发明中壳体为柱体结构时运用实例示意图；
其中，1-散热翅片、2-壳体、3-颗粒催化剂。
具体实施方式
参见附图1，一种具有防爆功能的消氢单元，它包括：散热翅片1、壳体2和壳体2内装填的颗粒催化剂3；
壳体2为内外层复合结构，它包括：限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层；不锈钢金属丝网包覆层为24～30目，限爆隔板的厚度为0.1mm～1.0mm；限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层以焊接型式固化粘接；
散热翅片1安装于壳体2的外表面，翅片板高度为0.1～0.3mm，翅片厚度3mm以上；其增大了热量散失的面积，用于将氢氧反应热快速传递给气流和使限爆隔板内反应温度分布更均匀，防止局部温度过高；
颗粒催化剂3的活性组分为铂或钯，颗粒直径为1-6mm；载体为三氧化二铝或分子筛；
参见附图2，限爆隔板为不锈钢材料，其表面由下至上分布孔径由小到大且间距不同的孔洞。含有一定氢浓度的混合气体由限爆隔板下部进入，从上部流出，消氢单元内底部的颗粒催化剂3表面首先接触到的气体中氢气浓度高，发生氢氧反应即消氢反应，消除一部分氢；随着气体上升由于氢氧反应，气体中氢浓度变小，而上部设计的氢氧反应接触面积随之增大，从而使限爆隔板各处反应温度保持在一定的范围，如(550±30)℃及以下，实现安全防爆消除氢气的目的；限爆隔板孔洞的大小和分布，需要经过大量的实验对具体设计结构加以确定；
壳体2内限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层的位置可以相互对调：既可以为壳体2的内层为限爆隔板，外层为不锈钢金属丝网包覆层，也可以为壳体2的外层为限爆隔板，内层为不锈钢金属丝网包覆层；
壳体2的形状并不固定：
参见附图3、4，壳体2为厚度5mm～20mm，高度100-300mm的长方形平板结构；散热翅片1安装在壳体2的两个相对的矩形表面；两个以上的消氢单元间隔0～20mm平行竖直放置于一搁架上组成催化床。保持搁架上下部空气畅通，空气可通过消氢单元之间的间隙自由流动。该结构设计用于自启动的消氢装置，含有一定氢浓度的混合气体在氢氧反应热引起的自然空气流吸引下，自下而上自然流动。
参见附图5，壳体2为壁厚5mm～20mm，高度100-600mm的中空柱体结构；散热翅片1安装在壳体2的内外圆周面，散热翅片1的厚度为3mm～20mm；每个消氢单元内径不同，两个以上的消氢单元相互套接，各不同直径筒散热翅片1之间距离为0mm～20mm，组成同心的圆筒型部件。该结构设计用于固定床式强制通风消氢装置，可实现氢气浓度大于4％以上超过爆炸下限的安全消氢过程。
参见附图6，壳体2为柱体结构，柱体内装填颗粒直径为1-6mm的颗粒催化剂3，装填催化剂的圆柱腔体直径5mm～20mm，高度100-600mm；散热翅片1安装在壳体2的外圆周面，散热翅片1的厚度为3mm～20mm；每个消氢单元的结构相同，两个以上的消氢单元等间距竖直放置，组成立式柱体林，柱体之间可流过含氢空气。
Claims (6)
1.一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，它包括：散热翅片(1)、壳体(2)和所述壳体(2)内装填的颗粒催化剂(3)；
所述壳体(2)为内外层复合结构，它包括：限爆隔板和不锈钢金属丝网包覆层；
所述散热翅片(1)安装于所述壳体(2)的外表面；
所述限爆隔板为不锈钢材料，其表面由下至上分布孔径由小到大且间距不同的孔洞；同一水平高度相邻孔洞的间距逐渐减小，同一水平高度相邻孔洞的间距由下至上逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，所述壳体(2)的内层为限爆隔板，外层为不锈钢金属丝网包覆层。
3.如权利要求1或2所述的一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，所述壳体(2)的外层为限爆隔板，内层为不锈钢金属丝网包覆层。
4.如权利要求1或2所述的一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，所述壳体(2)为长方形平板结构；所述散热翅片(1)安装在所述壳体(2)的两个相对的矩形表面；两个以上的消氢单元等间距平行竖直放置于一搁架上组成催化床。
5.如权利要求1或2所述的一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，所述壳体(2)为中空柱体结构；所述散热翅片(1)安装在所述壳体(2)的内外圆周面；每个消氢单元内径不同，两个以上的消氢单元相互套接，组成同心的圆筒型部件。
6.如权利要求1或2所述的一种具有防爆功能的消氢单元，其特征是，所述壳体(2)为柱体结构；所述散热翅片(1)安装在所述壳体(2)的外圆周面；每个消氢单元的结构相同，两个以上的消氢单元等间距竖直放置，组成立式柱体林。
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