膜组件、基于膜组件的氢气回收装置以及氢气分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种膜组件、基于膜组件的氢气回收装置以及氢气分离方法，该膜组件包括多个碳分子筛膜，每个碳分子筛膜成管状，且多根碳分子筛膜捆扎形成膜组件；碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个碳分子筛膜的镀膜层露在外表面；该氢气回收装置包括原料气罐、温控设备和膜组件，三者通过第一管线相连通，且膜组件与尾气回收罐和氢气回收罐相连通；该氢气分离方法包括以下步骤：打开第一管线上的调节阀，关闭第二管线上的调节阀，将原料气输送至第一管线；调整温控设备，将原料气温度稳定后，输送至膜组件；原料气经膜组件进行氢气分离后，氢气由氢气回收罐回收，尾气由尾气回收罐回收。本发明专利技术能够减小膜组件的体积，节省用料。

Membrane assembly, hydrogen recovery device based on membrane module, and hydrogen separation method

The invention provides a membrane module, hydrogen recovery device based on membrane module and hydrogen separation method, the membrane assembly includes a plurality of carbon molecular sieve membrane, each carbon molecular sieve membrane tube, and a plurality of carbon molecular sieve membrane binding form membrane; carbon molecular sieve membrane comprises a ceramic membrane and plated on the coating layer the surface of the coating layer, each carbon molecular sieve membrane exposed on the outer surface; the hydrogen recovery device comprises a raw material tank, temperature control device and a membrane assembly, three communicated through the first pipeline, and the membrane module and tail gas recovery tank and hydrogen recovery tank is communicated; the hydrogen gas separation method comprises the following steps: open the adjustment the first line of the valve, close the valve second on the pipeline will be transported to the first raw gas pipeline; adjust the temperature control equipment, the raw gas temperature stability after transfer to the membrane module; the raw material gas by membrane module After the separation of hydrogen, hydrogen is recovered from the hydrogen recovery tank, and the exhaust gas is recovered by the tail gas recovery tank. The invention can reduce the volume of the membrane component and save the material.

【技术实现步骤摘要】
膜组件、基于膜组件的氢气回收装置以及氢气分离方法
本专利技术属于无机膜分离
，具体而言，涉及一种膜组件、基于膜组件的氢气回收装置以及氢气分离方法。
技术介绍
现代石油化学和炼油工业的一些大型工艺(如重整和裂解)过程中，氢气是重要产物，同时，氢气又是重要的化工原料，广泛应用于合成氨、加氢裂化、加氢精制过程中，石化工业一直是耗氢大户，多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供求矛盾会更加突出。若用天然气(或油)来制氢，不仅工艺复杂，而且还需要消耗大量的资源和能量；另外，石油在二次加工(如催化重整、加氢裂化、加氢精制和催化裂化等)过程中，由于发生一系列复杂的裂化、异构化、芳构化、氢转移和脱氢等化学反应，所以，又会排放出大量的含氢气体，若没有合适的回收方法，则只好送到火炬系统烧掉，为了合理利用资源，节约能源和保护环境，最好的办法是选用合适的回收方法加以回收利用。氢气膜分离技术作为其中一种非常好的回收方法，越来越受到广泛关注。有机膜氢气分离技术较为成熟，但不适用于复杂环境(有机烃、酸碱、温度高)，应用于氢气回收时，需对原料气进行较为复杂的预处理，浪费了大量的能量，而且流程复杂，污染后不具备再生能力。而作为氢气回收应用中所用的无机膜，其典型的代表为碳分子筛膜，因适用于高温高压及复杂环境，氢气回收率及纯度较高，且膜再生性能好，越来越受到研究人员的青睐；目前影响碳分子筛膜工业化应用的主要技术难题是同等体积的膜组件耗费的膜材料过多，因此会带来经济效益的下降。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供膜组件、基于膜组件的氢气回收装置以及氢气分离方法，很大程度上解决了上述问题。本专利技术的目的在于提供一种膜组件。本专利技术的第二目的在于提供一种基于膜组件的氢气回收装置。本专利技术的第三目的在于提供一种氢气分离方法。一方面，本专利技术提供的膜组件包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面。进一步地，所述陶瓷膜竖直方向依次包括分离层、过渡层以及支撑层；所述分离层、过渡层以及支撑层均由氧化铝制成。进一步地，任意相邻的所述管状的碳分子筛膜之间通过密封填充层配合密封胶进行捆扎。进一步地，所述密封填充层采用陶瓷、玻璃、树脂、橡胶、白土、炭黑、钛白粉或石棉材质。进一步地，所述密封胶为增塑剂、固化剂或促进剂。进一步地，所述管状的碳分子筛膜的数量为5－300根，管内径为0.1－5mm，管外径0.5－8mm，管长为700－1000mm。另一方面，本专利技术还提供一种基于膜组件的氢气回收装置，包括原料气罐、温控设备和所述的膜组件，所述原料气罐、温控设备和所述膜组件顺次通过第一管线相连通，且所述膜组件分别与尾气回收罐和氢气回收罐相连通。进一步地，所述膜组件的外部套设有壳体，且所述壳体侧面分别设有与原料气罐相连通的原料气入口和与尾气回收罐相连通的尾气出口，所述壳体的顶端或底端设有与氢气回收罐相连通的氢气出口。进一步地，所述原料气罐还与尾气回收罐通过第二管线相连通，且所述第一管线和第二管线上均设有调节阀。最后，本专利技术还提供一种氢气分离方法，应用所述的基于膜组件的氢气回收装置，主要包括以下步骤：步骤一：打开第一管线上的调节阀，关闭第二管线上的调节阀，将原料气经由原料气罐输送至第一管线；步骤二：调整温控设备，将原料气温度稳定后，输送至膜组件；步骤三：原料气经过膜组件进行氢气分离后，提纯的氢气经由氢气回收罐回收，尾气经由尾气回收罐回收。本专利技术的有益效果：一方面，本专利技术提供的膜组件，其包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面；其中碳分子筛膜为管状，而且采用管外镀膜，就可以大大提高，每根管状的碳分子筛膜的有效表面积，同等大小的膜组件就需要较少的管状的碳分子筛膜，节省了用料；而且管外镀膜，使得管内体积较大，也可以提供高的装填密度。另一方面，本专利技术提供的基于膜组件的氢气回收装置，其包括所述的膜组件，因此其具有碳分子筛膜的所有优点，在此就不赘述。最后，本专利技术还提供一种氢气分离方法，应用所述的基于膜组件的氢气回收装置，因此其具有基于膜组件的氢气回收装置的所有优点，在此就不赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施例一提供的碳分子筛膜的爆炸图；图2为基于图1的本专利技术实施例一提供的管状的碳分子筛膜的俯视图；图3为基于图1和图2的本专利技术实施例一提供的膜组件的结构示意图；图4为基于图1－图3的本专利技术实施例二提供的膜组件外部的结构示意图；图5为基于图4的本专利技术实施例二提供的基于膜组件的氢气回收装置的结构示意图。图标：10－镀膜层；11－分离层；12－过渡层；13－支撑层；14－碳分子筛膜；15－密封填充层；16－原料气入口；17－尾气出口；18－氢气出口；19－原料气罐；20－温控设备；21－第一管线；22－第二管线；23－氢气回收罐；24－尾气回收罐；25－调节阀；26－膜组件。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1为本专利技术实施例一提供的碳分子筛膜的爆炸图；图2为基于图1的本专利技术实施例一提供的管状的碳分子筛膜的俯视图；图3为基于图1和图2的本专利技术实施例一提供的膜组件的结构示意图；图4为基于图1－图3的本专利技术实施例二提供的膜组件外部的结构示意图；图5为基于图4的本专利技术实施例二提供的基于膜组件的氢气回收装置的结构示意图。实施例一如图1－3所示，本实施例提供的碳分子筛膜14包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜组件，其特征在于，包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面。

【技术特征摘要】
1.一种膜组件，其特征在于，包括多个碳分子筛膜，每个所述碳分子筛膜均成管状，且多根所述管状的碳分子筛膜捆扎形成膜组件；所述碳分子筛膜包括陶瓷膜以及镀在其表面的镀膜层，每个所述碳分子筛膜的镀膜层露在外表面。2.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述陶瓷膜竖直方向依次包括分离层、过渡层以及支撑层；所述分离层、过渡层以及支撑层均由氧化铝制成。3.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，任意相邻的所述管状的碳分子筛膜之间通过密封填充层配合密封胶进行捆扎。4.根据权利要求3所述的膜组件，其特征在于，所述密封填充层采用陶瓷、玻璃、树脂、橡胶、白土、炭黑、钛白粉或石棉材质。5.根据权利要求3所述的膜组件，其特征在于，所述密封胶为增塑剂、固化剂或促进剂。6.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述管状的碳分子筛膜的数量为5－300根，管内径为0.1－5mm，管外径0.5－8mm，管长为700－1000mm。7.一种基于膜组件的氢气回收装置，其特征在于，包括原料气罐、温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张富平，唐全红，孙毅，
申请(专利权)人：杭州瑞裕通膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33