CN108128752B - 一种超高纯度氢的制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高纯度氢的制备装置，包括固设于地面的箱体A，所述箱体A内设置有反应腔，所述反应腔下方设置有位于所述箱体A内的排气腔，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道A，所述管道A右端面连通设置有阀门A，所述阀门A右端面连通设置有管道B，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道C，所述管道C右端面连通设置有阀门B，所述阀门B右端面连通设置有管道D，所述反应腔内设置有向外延伸出外部空间且伸入所述排气腔的温箱，所述温箱内设置有温腔，本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用可控制热反应的结构，并采用吸氢化合物对氢气进行吸收并提纯，有效提高了生产效率。

Description

一种超高纯度氢的制备装置
技术领域
本发明涉及氢能源领域，具体涉及一种超高纯度氢的制备装置。
背景技术
随着科技的发展，社会的进步，国家一直促进高科技的发展，在传统的天然气与水蒸气制备氢气的技术领域中，一直存在一个比较困难的技术难题，就是氢气的高纯度收集，且在高纯度氢的制备过程中，比较难控制反应的温度，此装置有效解决了此问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高纯度氢的制备装置，能够克服现有技术的上述缺陷。
根据本发明，本发明装置的一种超高纯度氢的制备装置，包括固设于地面的箱体A，所述箱体A内设置有反应腔，所述反应腔下方设置有位于所述箱体A内的排气腔，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道A，所述管道A右端面连通设置有阀门A，所述阀门A右端面连通设置有管道B，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道C，所述管道C右端面连通设置有阀门B，所述阀门B右端面连通设置有管道D，所述反应腔内设置有向外延伸出外部空间且伸入所述排气腔的温箱，所述温箱内设置有温腔，所述温腔上端壁固设有电热管，所述温腔左右端壁内连通设置有左右对称的气孔，所述气孔与所述排气腔连通，所述温腔左端壁内连通设置有位于外部空间的管道E，所述管道E右侧设置有箱体C，所述箱体C内设置有推腔，所述管道E与所述推腔连通，所述推腔上端壁内设置有与外部空间相通的空气腔和齿轮穿腔，所述推腔下端壁固设有滑轨，所述滑轨上端面可滑动的设置有滑块，所述滑块上端面固设有滑杆，所述滑杆左端面固设有与所述推腔上下端壁滑动配合连接的推板，所述滑杆上端面固设有齿条，所述箱体C上端面固设有箱体，所述箱体内设置有向下开口且与所述齿轮穿腔相通的齿轮腔，所述齿轮腔后端壁内固设有电机A，所述电机A的输出轴前端面固设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述排气腔右端壁内连通设置有排孔，所述排孔右侧设置有与所述箱体A固定的回收箱，所述回收箱内固设有回收腔，所述回收腔左端壁连通设置有与所述排孔连通的通口，所述回收腔内固设有延伸出外部空间的曲管，所述曲管右端面连通设置有开关阀A，所述开关阀A右端面连通设置有连通管A，所述回收腔右端壁内连通设置有向右延伸出外部空间的连通管B，所述连通管B右端面连通设置有开关阀B，所述开关阀B右端面连通设置有连通管C，所述反应腔左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道F，所述管道F左端面连通设置有气泵，所述气泵左端面连通设置有管道G，所述管道G左侧设置有吸附箱，所述吸附箱内设置有吸附腔，所述吸附腔与所述管道G连通，所述吸附腔左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道H，所述管道H左端面连通设置有阀门C，所述阀门C左端面连通设置有管道I，所述吸附腔下端壁内连通设置有延伸出外部空间的管道J，所述管道J下端面连通设置有阀门D，所述阀门D下端面连通设置有管道K，所述吸附箱上端面内固设有密封垫，所述密封垫上端面相抵设置有垫板，所述垫板下端面固设有伸入所述吸附腔的固定块，所述固定块下端面左右对称固设有连杆，所述连杆之间固设有若干吸附板，所述吸附箱左右端面固设有左右对称的箱体D，所述箱体D内设置有开口朝内的滑腔，远离所述固定块的所述滑腔内壁内固设有电机B，所述电机B的输出轴外表面设置有与所述滑腔上下端壁滑动配合连接的内螺纹块，所述内螺纹块内设置有开口朝外的螺纹腔，所述电机B的输出轴与所述螺纹腔螺纹配合连接。
进一步的技术方案，所述电热管为波浪型结构，从而提高了装置的热传递效果。
进一步的技术方案，所述内螺纹块下端面与所述吸附箱上端面及所述垫板上端面齐平，从而提高了装置的运行平稳性。
进一步的技术方案，所述吸附板为吸氢化合物，吸氢化合物可吸收氢气，从而提高了装置的高纯度氢吸收效率。
本发明的有益效果是：
由于本发明装置在初始状态时，所述电机B、气泵和电机A处于停止工作状态，所述阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、开关阀A和开关阀B处于关闭状态，所述内螺纹块位于所述垫板上端面，从而使各个活动结构处于初始状态，有利于维修与安装。
当装置运行时，所述电热管工作产生热量，所述电机A驱动所述齿轮转动后，使所述齿条左右往复运动，使所述推板在所述推腔内左右推拉，将外部空间的气体从所述空气腔引入所述推腔内，并沿着所述管道E、温腔和气孔进入所述排气腔内，所述开关阀A打开，使冷却水由所述连通管A和开关阀A进入所述曲管内形成完整的循环，所述开关阀B打开，使热气由所述排孔、通口和回收腔进入所述连通管B内，并由所述开关阀B和连通管C排出，所述阀门A和阀门B打开，使水蒸气由所述管道B、阀门A和管道A进入所述反应腔内，并使天然气由所述管道D、阀门B和管道C进入所述反应腔内，天然气与水蒸气在所述电热管散发出的温度作用下产生反应生成氢气，所述气泵工作使含有氢气的混合气体由所述管道F、气泵和管道G进入所述吸附腔内，所述吸附板吸附氢气，所述阀门C打开，使混合气体由所述管道H、阀门C和管道I通入到下一个装置，从而实现了利用吸收氢气的化合物对氢气进行提纯的功能，有效提高了作业效率。
当所述吸附板内吸附满氢气后，所述气泵停止工作，所述阀门C和阀门D打开，往所述管道K通入氮气并经过所述阀门D和管道J进入所述吸附腔内，将所述吸附腔内的混合气体由所述管道H、阀门C和管道I排出，所述阀门C关闭，所述电机B驱动所述内螺纹块朝外移动，使所述内螺纹块移动到最外侧极限位置，将所述垫板提出后将所述吸附板放置于氢气收集装置，将所述吸附板内的氢气散发出，从而提高了装置的工作效率。
当所述电机A工作后，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮驱动所述齿条左右移动，则带动所述滑杆左右移动，所述滑块与所述滑轨滑动配合连接，所述推板在所述推腔上下端壁滑动，从而提高了装置的传动稳定性。
本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用可控制热反应的结构，并采用吸氢化合物对氢气进行吸收并提纯，有效提高了生产效率。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种超高纯度氢的制备装置的整体结构示意图；
图2是图1中A方向的示意图；
图3是图1中B-B方向的示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1-3所示，本发明的一种超高纯度氢的制备装置，包括固设于地面的箱体A100，所述箱体A100内设置有反应腔101，所述反应腔101下方设置有位于所述箱体A100内的排气腔102，所述反应腔101右端壁内连通设置有向右延伸的管道A112，所述管道A112右端面连通设置有阀门A110，所述阀门A110右端面连通设置有管道B111，所述反应腔101右端壁内连通设置有向右延伸的管道C109，所述管道C109右端面连通设置有阀门B107，所述阀门B107右端面连通设置有管道D108，所述反应腔101内设置有向外延伸出外部空间且伸入所述排气腔102的温箱104，所述温箱104内设置有温腔105，所述温腔105上端壁固设有电热管113，所述温腔105左右端壁内连通设置有左右对称的气孔103，所述气孔103与所述排气腔102连通，所述温腔105左端壁内连通设置有位于外部空间的管道E125，所述管道E125右侧设置有箱体C124，所述箱体C124内设置有推腔123，所述管道E125与所述推腔123连通，所述推腔123上端壁内设置有与外部空间相通的空气腔160和齿轮穿腔161，所述推腔123下端壁固设有滑轨117，所述滑轨117上端面可滑动的设置有滑块118，所述滑块118上端面固设有滑杆116，所述滑杆116左端面固设有与所述推腔123上下端壁滑动配合连接的推板115，所述滑杆116上端面固设有齿条119，所述箱体C124上端面固设有箱体121，所述箱体121内设置有向下开口且与所述齿轮穿腔161相通的齿轮腔122，所述齿轮腔122后端壁内固设有电机A300，所述电机A300的输出轴前端面固设有齿轮120，所述齿轮120与所述齿条119啮合，所述排气腔102右端壁内连通设置有排孔106，所述排孔106右侧设置有与所述箱体A100固定的回收箱200，所述回收箱200内固设有回收腔201，所述回收腔201左端壁连通设置有与所述排孔106连通的通口210，所述回收腔201内固设有延伸出外部空间的曲管202，所述曲管202右端面连通设置有开关阀A203，所述开关阀A203右端面连通设置有连通管A204，所述回收腔201右端壁内连通设置有向右延伸出外部空间的连通管B205，所述连通管B205右端面连通设置有开关阀B208，所述开关阀B208右端面连通设置有连通管C209，所述反应腔101左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道F126，所述管道F126左端面连通设置有气泵127，所述气泵127左端面连通设置有管道G128，所述管道G128左侧设置有吸附箱142，所述吸附箱142内设置有吸附腔146，所述吸附腔146与所述管道G128连通，所述吸附腔146左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道H137，所述管道H137左端面连通设置有阀门C139，所述阀门C139左端面连通设置有管道I138，所述吸附腔146下端壁内连通设置有延伸出外部空间的管道J143，所述管道J143下端面连通设置有阀门D144，所述阀门D144下端面连通设置有管道K145，所述吸附箱142上端面内固设有密封垫129，所述密封垫129上端面相抵设置有垫板131，所述垫板131下端面固设有伸入所述吸附腔146的固定块130，所述固定块130下端面左右对称固设有连杆140，所述连杆140之间固设有若干吸附板141，所述吸附箱142左右端面固设有左右对称的箱体D136，所述箱体D136内设置有开口朝内的滑腔134，远离所述固定块130的所述滑腔134内壁内固设有电机B135，所述电机B135的输出轴外表面设置有与所述滑腔134上下端壁滑动配合连接的内螺纹块132，所述内螺纹块132内设置有开口朝外的螺纹腔133，所述电机B135的输出轴与所述螺纹腔133螺纹配合连接。
有益地，其中，所述电热管113为波浪型结构，从而提高了装置的热传递效果。
有益地，其中，所述内螺纹块132下端面与所述吸附箱142上端面及所述垫板131上端面齐平，从而提高了装置的运行平稳性。
有益地，其中，所述吸附板141为吸氢化合物，吸氢化合物可吸收氢气，从而提高了装置的高纯度氢吸收效率。
本发明装置在初始状态时，所述电机B135、气泵127和电机A300处于停止工作状态，所述阀门A110、阀门B107、阀门C139、阀门D144、开关阀A203和开关阀B208处于关闭状态，所述内螺纹块132位于所述垫板131上端面。
当装置运行时，所述电热管113工作产生热量，所述电机A300驱动所述齿轮120转动后，使所述齿条119左右往复运动，使所述推板115在所述推腔123内左右推拉，将外部空间的气体从所述空气腔160引入所述推腔123内，并沿着所述管道E125、温腔105和气孔103进入所述排气腔102内，所述开关阀A203打开，使冷却水由所述连通管A204和开关阀A203进入所述曲管202内形成完整的循环，所述开关阀B208打开，使热气由所述排孔106、通口210和回收腔201进入所述连通管B205内，并由所述开关阀B208和连通管C209排出，所述阀门A110和阀门B107打开，使水蒸气由所述管道B111、阀门A110和管道A112进入所述反应腔101内，并使天然气由所述管道D108、阀门B107和管道C109进入所述反应腔101内，天然气与水蒸气在所述电热管113散发出的温度作用下产生反应生成氢气，所述气泵127工作使含有氢气的混合气体由所述管道F126、气泵127和管道G128进入所述吸附腔146内，所述吸附板141吸附氢气，所述阀门C139打开，使混合气体由所述管道H137、阀门C139和管道I138通入到下一个装置。
当所述吸附板141内吸附满氢气后，所述气泵127停止工作，所述阀门C139和阀门D144打开，往所述管道K145通入氮气并经过所述阀门D144和管道J143进入所述吸附腔146内，将所述吸附腔146内的混合气体由所述管道H137、阀门C139和管道I138排出，所述阀门C139关闭，所述电机B135驱动所述内螺纹块132朝外移动，使所述内螺纹块132移动到最外侧极限位置，将所述垫板131提出后将所述吸附板141放置于氢气收集装置，将所述吸附板141内的氢气散发出。
当所述电机A300工作后，所述齿轮120与所述齿条119啮合，所述齿轮120驱动所述齿条119左右移动，则带动所述滑杆116左右移动，所述滑块118与所述滑轨117滑动配合连接，所述推板115在所述推腔123上下端壁滑动。
本发明的有益效果是：由于本发明装置在初始状态时，所述电机B、气泵和电机A处于停止工作状态，所述阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、开关阀A和开关阀B处于关闭状态，所述内螺纹块位于所述垫板上端面，从而使各个活动结构处于初始状态，有利于维修与安装。
当装置运行时，所述电热管工作产生热量，所述电机A驱动所述齿轮转动后，使所述齿条左右往复运动，使所述推板在所述推腔内左右推拉，将外部空间的气体从所述空气腔引入所述推腔内，并沿着所述管道E、温腔和气孔进入所述排气腔内，所述开关阀A打开，使冷却水由所述连通管A和开关阀A进入所述曲管内形成完整的循环，所述开关阀B打开，使热气由所述排孔、通口和回收腔进入所述连通管B内，并由所述开关阀B和连通管C排出，所述阀门A和阀门B打开，使水蒸气由所述管道B、阀门A和管道A进入所述反应腔内，并使天然气由所述管道D、阀门B和管道C进入所述反应腔内，天然气与水蒸气在所述电热管散发出的温度作用下产生反应生成氢气，所述气泵工作使含有氢气的混合气体由所述管道F、气泵和管道G进入所述吸附腔内，所述吸附板吸附氢气，所述阀门C打开，使混合气体由所述管道H、阀门C和管道I通入到下一个装置，从而实现了利用吸收氢气的化合物对氢气进行提纯的功能，有效提高了作业效率。
当所述吸附板内吸附满氢气后，所述气泵停止工作，所述阀门C和阀门D打开，往所述管道K通入氮气并经过所述阀门D和管道J进入所述吸附腔内，将所述吸附腔内的混合气体由所述管道H、阀门C和管道I排出，所述阀门C关闭，所述电机B驱动所述内螺纹块朝外移动，使所述内螺纹块移动到最外侧极限位置，将所述垫板提出后将所述吸附板放置于氢气收集装置，将所述吸附板内的氢气散发出，从而提高了装置的工作效率。
当所述电机A工作后，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮驱动所述齿条左右移动，则带动所述滑杆左右移动，所述滑块与所述滑轨滑动配合连接，所述推板在所述推腔上下端壁滑动，从而提高了装置的传动稳定性。
本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用可控制热反应的结构，并采用吸氢化合物对氢气进行吸收并提纯，有效提高了生产效率。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种超高纯度氢的制备装置，包括固设于地面的箱体A，所述箱体A内设置有反应腔，所述反应腔下方设置有位于所述箱体A内的排气腔，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道A，所述管道A右端面连通设置有阀门A，所述阀门A右端面连通设置有管道B，所述反应腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道C，所述管道C右端面连通设置有阀门B，所述阀门B右端面连通设置有管道D，所述反应腔内设置有向外延伸出外部空间且伸入所述排气腔的温箱，所述温箱内设置有温腔，所述温腔上端壁固设有电热管，所述温腔左右端壁内连通设置有左右对称的气孔，所述气孔与所述排气腔连通，所述温腔左端壁内连通设置有位于外部空间的管道E，所述管道E右侧设置有箱体C，所述箱体C内设置有推腔，所述管道E与所述推腔连通，所述推腔上端壁内设置有与外部空间相通的空气腔和齿轮穿腔，所述推腔下端壁固设有滑轨，所述滑轨上端面可滑动的设置有滑块，所述滑块上端面固设有滑杆，所述滑杆左端面固设有与所述推腔上下端壁滑动配合连接的推板，所述滑杆上端面固设有齿条，所述箱体C上端面固设有箱体，所述箱体内设置有向下开口且与所述齿轮穿腔相通的齿轮腔，所述齿轮腔后端壁内固设有电机A，所述电机A的输出轴前端面固设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述排气腔右端壁内连通设置有排孔，所述排孔右侧设置有与所述箱体A固定的回收箱，所述回收箱内固设有回收腔，所述回收腔左端壁连通设置有与所述排孔连通的通口，所述回收腔内固设有延伸出外部空间的曲管，所述曲管右端面连通设置有开关阀A，所述开关阀A右端面连通设置有连通管A，所述回收腔右端壁内连通设置有向右延伸出外部空间的连通管B，所述连通管B右端面连通设置有开关阀B，所述开关阀B右端面连通设置有连通管C，所述反应腔左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道F，所述管道F左端面连通设置有气泵，所述气泵左端面连通设置有管道G，所述管道G左侧设置有吸附箱，所述吸附箱内设置有吸附腔，所述吸附腔与所述管道G连通，所述吸附腔左端壁内连通设置有向左延伸出外部空间的管道H，所述管道H左端面连通设置有阀门C，所述阀门C左端面连通设置有管道I，所述吸附腔下端壁内连通设置有延伸出外部空间的管道J，所述管道J下端面连通设置有阀门D，所述阀门D下端面连通设置有管道K，所述吸附箱上端面内固设有密封垫，所述密封垫上端面相抵设置有垫板，所述垫板下端面固设有伸入所述吸附腔的固定块，所述固定块下端面左右对称固设有连杆，所述连杆之间固设有若干吸附板，所述吸附箱左右端面固设有左右对称的箱体D，所述箱体D内设置有开口朝内的滑腔，远离所述固定块的所述滑腔内壁内固设有电机B，所述电机B的输出轴外表面设置有与所述滑腔上下端壁滑动配合连接的内螺纹块，所述内螺纹块内设置有开口朝外的螺纹腔，所述电机B的输出轴与所述螺纹腔螺纹配合连接。
2.如权利要求1所述的一种超高纯度氢的制备装置，其特征在于：所述电热管为波浪型结构。
3.如权利要求1所述的一种超高纯度氢的制备装置，其特征在于：所述内螺纹块下端面与所述吸附箱上端面及所述垫板上端面齐平。
4.如权利要求1所述的一种超高纯度氢的制备装置，其特征在于：所述吸附板为吸氢化合物，吸氢化合物可吸收氢气。
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