CN106865499B - 一种提纯器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提纯器,用于气体的提纯,所述提纯器包括:至少一个提纯器单体,所述提纯器单体包括用于引入重整气的第一流道板、用于将引入的所述重整气分离为废气和提纯气的滤膜组件以及用于将所述提纯气导出的第二流道板,所述第一流道板上还形成有用于导出所述废气的废气出口;及压紧装置,其用于将所述提纯器单体压紧以使所述第一流道板、滤膜组件和第二流道板紧密贴合。本发明的提纯器结构稳定,且耐温性强。

Description

一种提纯器
技术领域
本发明涉及一种提纯器,特别涉及一种用于提纯气体的提纯器。
背景技术
提纯是指将混合物中的杂质分离出来以此提高其纯度。提纯作为一种重要的化学方法,不仅在化学研究中具有重要作用,在化工生产中也同样具有十分重要的作用。不少重要的化学研究与化工生产,都是以提纯为主体的。为了满足提纯需要,现今市场上提供了多种提纯器,例如用于提纯氢气的氢气提纯器,该提纯器采用钯管进行提纯,但是由于钯管体积较大,且受提纯器整体结构影响,使得在一些低温环境下或冷热交替的环境下进行工作时时常会出现炸裂的现象,为提纯工作带来了较大的影响。
发明内容
本发明所要解决的问题是,提供一种结构稳定,耐温性强的提纯器。
为了解决上述问题,本发明提供一种提纯器,用于气体的提纯,所述提纯器包括:
至少一个提纯器单体,所述提纯器单体包括用于引入重整气的第一流道板、用于将引入的所述重整气分离为废气和提纯气的滤膜组件以及用于将所述提纯气导出的第二流道板,所述第一流道板上还形成有用于导出所述废气的废气出口;及
压紧装置,其用于将所述提纯器单体压紧以使所述第一流道板、滤膜组件和第二流道板紧密贴合。
作为优选,所述第一流道板和第二流道板相对设置,所述滤膜组件夹固在所述第一流道板和第二流道板之间;所述第一流道板设有重整气进口以及能够与所述滤膜组件配合以形成第一流道的第一凹槽,所述第一流道用于收集并引流所述重整气及废气,其一端与所述重整气进口连通,另一端与所述废气出口相连通;所述第二流道板设有提纯气出口以及能够与所述滤膜组件配合以形成第二流道的第二凹槽,所述第二流道用于收集并引流所述提纯气,其一端为封闭端,另一端与所述提纯气出口连通。
作为优选,所述第一流道板及第二流道板朝向所述滤膜组件的一侧均内凹以分别形成所述第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽和第二凹槽内均设有多个用于使所述第一流道和第二流道呈迂回状的流道板。
作为优选,所述重整气进口和废气出口位于所述第一流道板的同一端并均与所述第一凹槽相连通流道板;所述提纯气出口位于所述第二流道板远离所述重整气进口的一端并与所述第二凹槽连通,多个所述流道板分别在所述第一凹槽和第二凹槽内流道板形成多排或多列。
作为优选,所述滤膜组件包括滤膜板和用于从所述滤膜板两侧夹固所述滤膜板并允许气体穿过的第一网板和第二网板。
作为优选,同一所述提纯器单体中的所述第一流道板、第一网板、滤膜板、第二网板和第二流道板依次对应贴合,且各板体外缘平齐,所述重整气进口及所述废气出口分别为设于所述第一流道板一端的第一气孔和第二气孔,所述提纯气出口为设于所述第二流道板一端的第三气孔,所述第一流道板对应所述第三气孔处、第二流道板对应所述第一气孔和第二气孔处以及滤膜、第一网板和第二网板对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均开设有通孔以在各板体对应贴合时能够与所述压紧装置配合形成用于容置气体的腔室;
所述第一凹槽朝向所述第一气孔的一端设有第四气孔和第五气孔,所述第一流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两组导气槽;其中一组导气槽位于所述第四气孔和第一气孔间并与所述第四气孔和第一气孔相连通,以使所述重整气能够依次通过所述第一气孔、导气槽和第四气孔进入所述第一流道;另一组导气槽位于所述第五气孔和第二气孔间并与其连通,以使所述废气能够依次通过所述第五气孔、导气槽和第二气孔流出第一流道,所述第一凹槽内位于所述第四气孔和第五气孔间还设有用于防止二者间产生对流的条形挡板;
所述第二凹槽对应所述第二流道用于和所述第三气孔连通的一端处设有第六气孔,所述第二流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两端分别与所述第三气孔和第六气孔相连通的导气槽,以使所述提纯气能够依次通过所述第六气孔、导气槽和第三气孔流出第二流道。
作为优选,所述压紧装置包括相对设置的两块压板及多根压紧螺栓,所述提纯器单体为多个并沿垂直所述压板的方向叠摞设置在两块所述压板间,且各所述提纯器单体设有所述第一气孔和第二气孔的一端位于同一侧,设有所述第三气孔的一端位于同一侧,多个所述第一气孔、第二气孔及第三气孔均对应重合,两块所述压板的外缘均伸出所述提纯器单体,多根所述压紧螺栓沿所述压板的外缘设置一圈,所述压板上对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均设有导气管。
作为优选,两块所述压板相对的一侧均形成有用于配合压紧所述提纯器单体以增强所述第一流道和第二流道密封性的凸台。
作为优选,相邻的两个所述提纯器单体对应焊接,各所述提纯器单体中的第一流道板、第一网板、滤板本体、第二网板和第二流道板的相对应的边缘焊接。
作为优选,所述提纯器用于提纯氢气,所述滤膜板为钯铜膜。
本发明的提纯器的有益效果在于,将滤膜经第一网板和第二网板夹固,可增强其结构稳定性,使滤膜即便由于温度变化而导致破裂后仍能够保持原状态,继续进行提纯工作。
附图说明
图1为本发明的提纯器的结构示意图。
图2为本发明的提纯器中的提纯单体的分解结构图。
图3为本发明的提纯器中的第一流道板一侧的结构示意图。
图4为本发明的提纯器中的第一流道板另一侧的结构示意图。
图5为图4中A点的放大图。
图6为本发明的提纯器中的第二流道板一侧的结构示意图。
图7为本发明的提纯器中的压板的剖视图。
1-第一气孔;2-第二气孔;3-第三气孔;4-第一流道板;5-第二流道板;6-第一流道;7-第二流道;8-滤膜板;9-第一网板;10-第二网板;11-导流板;12-条形挡板;13-第四气孔;14-第五气孔;15-导气槽;16-压板;17-压紧螺栓;18-凸台;19-导气管;20-第六气孔;21-通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。
如图1和图2所示,本发明的实施例提供一种提纯器,用于气体的提纯。该提纯器包括:
压紧装置;
由压紧装置紧密压合在一起的至少一个提纯器单体,该提纯器单体包括用于引入重整气的第一流道板4、用于将引入的重整气分离为废气和提纯气的滤膜组件以及用于将提纯气导出的第二流道板5,第一流道板4上还形成有用于导出废气的废气出口。重整气通过第一流道板4进入提纯器单体后由滤膜组件对其提纯,形成废气和提纯气,废气通过第一流道板4上的废气出口排出提纯器,提纯气透过滤膜组件流入第二流道板5内,并通过位于第二流道板5上的提纯气出口排出。
进一步地,如图2所示,第一流道板4和第二流道板5相对设置,滤膜组件夹固在第一流道板4和第二流道板5之间。第一流道板4设有重整气进口以及第一凹槽,该第一凹槽能够与滤膜组件配合以形成用于收集并引流重整气及废气的第一流道6。该第一流道6的一端与重整气进口连通,另一端与废气出口相连通。第二流道板5设有提纯气出口以及第二凹槽,该第二凹槽能够与滤膜组件配合以形成用于收集并引流提纯气的第二流道7,该第二流道7一端为封闭端,另一端与提纯气出口连通。
具体地,本实施例中的第一凹槽与第二凹槽分别由第一流道板4及第二流道板5朝向滤膜组件的一侧内凹形成。重整气进口和废气出口位于第一流道板4的同一端并均与第一凹槽相连通;提纯气出口位于第二流道板5远离重整气进口的一端并与第二凹槽连通。优选地,为了能够更好的导流重整气,同时能够使重整气与滤膜组件接触更充分,提高提纯效率,本实施例中的第一凹槽内设有多个用于使第一流道6呈迂回状的导流板11,参见图3。同理,为了更好的导流提纯气,第二凹槽内也同样设有多个导流板11以使第二流道7呈迂回状。如图2所示,本实施例中的多个导流板11分别在第一凹槽内形成多排或多列。其具体排列形式不唯一,可根据需要而定。导流板11在第二凹槽内设置方式与在第一凹槽内的设置方式相同,因此图中为实处。
继续结合图2所示,滤膜组件包括滤膜板8和用于从滤膜板8两侧夹固滤膜板8并允许气体穿过的第一网板9和第二网板10。该第一网板9和第二网板10的设置能够为滤膜板8增加强度,使滤膜板8不易变形、碎裂,即便是由于外因导致其炸裂时,由于滤膜板8一直受到第一网板9和第二网板10的压制限位,因此其不会产生较大的裂缝或是四分五裂呈碎片,而是基本保持原状,因此可继续进行提纯工作。继续结合图2所示,第一流道板4和第二流道板5分别位于第一网板9和第二网板10的外侧,也就是同一提纯器单体中的第一流道板4、第一网板9、滤膜板8、第二网板10和第二流道板5依次对应贴合,以使形成的第一流道6和第二流道7四周封闭,各气体只能自对应的进口或出口进出第一流道6或第二流道7。本实施例中同一提纯器单体中的各板体外缘平齐,且各板体边缘相对应的部分焊接,以增加密封效果。重整气进口及废气出口分别为设于第一流道板4同一端的第一气孔1和第二气孔2(参见图1至图3),提纯气出口为设于第二流道板5一端的第三气孔3(参见图2或图6)。其中,第一气孔1、第二气孔2和第三气孔3的设置数量不唯一,可根据流道板的宽度设置。另外,本实施例中在第一流道板4对应第三气孔3处、第二流道板5对应第一气孔1和第二气孔2处以及滤膜板8、第一网板9和第二网板10对应第一气孔1、第二气孔2和第三气孔3处均开设有通孔21以在各板体对应贴合时能够与压紧装置配合形成用于容置气体的腔室,也就是形成用于汇流气体的腔室,以方便与外部装置(如收集装置、应用设备、气源装置等)相连,同时为气体流入或流出对应的流道提供缓冲时间。
继续结合图3至图5所示,为了实现将气体引入或引出对应的流道,本实施例中第一凹槽朝向第一气孔1的一端分别设有第四气孔13和第五气孔14,第一流道板4背离滤膜组件的一侧设有两组导气槽15。其中一组导气槽15位于第一气孔1和第四气孔13间并与第一气孔1和第四气孔13相连通,以使重整气能够依次通过第一气孔1、导气槽15和第四气孔13进入第一流道6。另一组导气槽15位于第五气孔14和第二气孔2间并与其连通,以使废气能够依次通过第五气孔14、导气槽15和第二气孔2流出第一流道6。也就是第四气孔13为第一流道6的进气端,第五气孔14为第一流道6的出气端。第二凹槽对应第二流道7用于和第三气孔3连通的一端处设有用于形成第二流道7的出气端的第六气孔20,第二流道板5背离滤膜组件的一侧设有两端分别与第三气孔3和第六气孔20相连通的导气槽15,以使提纯气能够依次通过第六气孔20、导气槽15和第三气孔3流出第二流道7。也就是,当多个提纯器单体被压紧而相互贴靠在一起时,各导气槽15与对应的板体贴合而围成用于进气或出气的流道,例如进气流道或出气流道,其中进气流道分别与第四气孔13和由多个第一气孔1形成的腔室相连通,以用于将重整气引入第一流道6内。出气流道分别与第五气孔14和由多个第二气孔2形成的腔室连通,以用于将第一流道6内的废气排出。
进一步地,由于第四气孔13与第五气孔14并列设置,当重整气自第四气孔13流入第一流道6后很容易从第五气孔14流出,使得重整气还未得到充分的提纯便流出了第一流道6,使得提纯效率不高。为了避免该种状况的发生,本实施例在第一凹槽内位于第四气孔13和第五气孔14间还设有用于防止二者间产生对流的条形挡板12,该条形挡板12的长度不唯一,具体可根据实际情况而定。
结合图1和图7所示,压紧装置包括相对设置的两块压板16及多根压紧螺栓17,提纯器单体为多个并沿垂直压板16的方向叠摞设置在两块压板16间,各提纯器单体设有第一气孔1和第二气孔2的一端位于同一侧,设有第三气孔3的一端位于同一侧,各提纯器单体上的各第一气孔1、第二气孔2及第三气孔3均对应重合,两块压板16的外缘均伸出提纯器单体,多根压紧螺栓17沿压板16的外缘设置一圈,压板16上对应第一气孔1、第二气孔2和第三气孔3处均设有导气管19,也就是压板16对应各气孔及通孔21形成的腔室处均设有导气管19,以便于和收集装置、气源装置等连接。另外,优选地,本实施例中的两块压板16相对的一侧均形成有凸台18,以用于配合压紧各提纯器单体,以增强形成的第一流道6和第二流道7的密封性。
具体实施时,以提纯氢气为例,采用钯铜膜制成滤膜板8,接着将气源装置与连通第一气孔1(重整气进口)的导气管19相连,将废气收集装置与连通第二气孔2(废气出口)的导气管19相连,将气体输送设备与连通第三气孔3(提纯气出口)的导气管19相连以用于将收集到的氢气直接投入使用。完成各装置的连接后,开启气源装置,使其向提纯器内引入重整气,重整气进入第一流道6内后与钯铜膜接触并产生化学反应形成氢离子,氢离子透过钯铜膜到第二流道7内后自动结合生成氢气分子,随着氢气分子的增多逐渐形成气流,并沿着第二流道7流出提纯器外进入输送设备。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提纯器,用于气体的提纯,其特征在于,所述提纯器包括:
至少一个提纯器单体,所述提纯器单体包括用于引入重整气的第一流道板、用于将引入的所述重整气分离为废气和提纯气的滤膜组件以及用于将所述提纯气导出的第二流道板,所述第一流道板上还形成有用于导出所述废气的废气出口;及
压紧装置,其用于将所述提纯器单体压紧以使所述第一流道板、滤膜组件和第二流道板紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的提纯器,其特征在于,所述第一流道板和第二流道板相对设置,所述滤膜组件夹固在所述第一流道板和第二流道板之间;所述第一流道板设有重整气进口以及能够与所述滤膜组件配合以形成第一流道的第一凹槽,所述第一流道用于收集并引流所述重整气及废气,其一端与所述重整气进口连通,另一端与所述废气出口相连通;所述第二流道板设有提纯气出口以及能够与所述滤膜组件配合以形成第二流道的第二凹槽,所述第二流道用于收集并引流所述提纯气,其一端为封闭端,另一端与所述提纯气出口连通。
3.根据权利要求2所述的提纯器,其特征在于,所述第一流道板及第二流道板朝向所述滤膜组件的一侧均内凹以分别形成所述第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽和第二凹槽内均设有多个用于使所述第一流道和第二流道呈迂回状的流道板。
4.根据权利要求3所述的提纯器,其特征在于,所述重整气进口和废气出口位于所述第一流道板的同一端并均与所述第一凹槽相连通;所述提纯气出口位于所述第二流道板远离所述重整气进口的一端并与所述第二凹槽连通,多个所述流道板分别在所述第一凹槽和第二凹槽内流道板形成多排或多列。
5.根据权利要求4所述的提纯器,其特征在于,所述滤膜组件包括滤膜板和用于从所述滤膜板两侧夹固所述滤膜板并允许气体穿过的第一网板和第二网板。
6.根据权利要求5所述的提纯器,其特征在于,同一所述提纯器单体中的所述第一流道板、第一网板、滤膜板、第二网板和第二流道板依次对应贴合,且各板体外缘平齐,所述重整气进口及所述废气出口分别为设于所述第一流道板一端的第一气孔和第二气孔,所述提纯气出口为设于所述第二流道板一端的第三气孔,所述第一流道板对应所述第三气孔处、第二流道板对应所述第一气孔和第二气孔处以及滤膜、第一网板和第二网板对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均开设有通孔以在各板体对应贴合时能够与所述压紧装置配合形成用于容置气体的腔室;
所述第一凹槽朝向所述第一气孔的一端设有第四气孔和第五气孔,所述第一流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两组导气槽;其中一组导气槽位于所述第四气孔和第一气孔间并与所述第四气孔和第一气孔相连通,以使所述重整气能够依次通过所述第一气孔、导气槽和第四气孔进入所述第一流道;另一组导气槽位于所述第五气孔和第二气孔间并与其连通,以使所述废气能够依次通过所述第五气孔、导气槽和第二气孔流出第一流道,所述第一凹槽内位于所述第四气孔和第五气孔间还设有用于防止二者间产生对流的条形挡板;
所述第二凹槽对应所述第二流道用于和所述第三气孔连通的一端处设有第六气孔,所述第二流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两端分别与所述第三气孔和第六气孔相连通的导气槽,以使所述提纯气能够依次通过所述第六气孔、导气槽和第三气孔流出第二流道。
7.根据权利要求6中所述的提纯器,其特征在于,所述压紧装置包括相对设置的两块压板及多根压紧螺栓,所述提纯器单体为多个并沿垂直所述压板的方向叠摞设置在两块所述压板间,且各所述提纯器单体设有所述第一气孔和第二气孔的一端位于同一侧,设有所述第三气孔的一端位于同一侧,多个所述第一气孔、第二气孔及第三气孔均对应重合,两块所述压板的外缘均伸出所述提纯器单体,多根所述压紧螺栓沿所述压板的外缘设置一圈,所述压板上对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均设有导气管。
8.根据权利要求7所述的提纯器,其特征在于,两块所述压板相对的一侧均形成有用于配合压紧所述提纯器单体以增强所述第一流道和第二流道密封性的凸台。
9.根据权利要求8所述的提纯器,其特征在于,相邻的两个所述提纯器单体对应焊接,各所述提纯器单体中的第一流道板、第一网板、滤板本体、第二网板和第二流道板的相对应的边缘焊接。
10.根据权利要求9所述的提纯器,其特征在于,所述提纯器用于提纯氢气,所述滤膜板为钯铜膜。
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