一种氦氢气体分离装置的制作方法

本技术涉及气体分离纯化，具体公开了一种氦氢气体分离装置。

背景技术：

1、氦氢分离一般用于聚变能源堆的氚增殖包层和裂变产氚堆中，聚变堆具有良好的经济性、持久性及安全性等优势，被称为“未来能源”，为了提取氚，一般在氦载气中添加氢气吹扫氚增殖剂，从而将氢同位素气体载带到氦气中，气体离开氚增殖包层来到氚提取系统进行氢同位素气体与氦载气的分离。收集后的氢同位素气体经燃料加注系统进入聚变堆芯重复使用。

2、氢同位素与惰性气体的分离，主要有低温吸附、催化氧化法、膜分离等方法。低温吸附法由于其对氢同位素的处理量较大，回收率高、受杂质气体影响小及容易再生等优点，经常被用来做大流量单质氢同位素的净化与回收，但解吸出的氢同位素纯度不高；催化氧化法使用的是化学方法除氢，去除氢同位素彻底，处理量大，因此常被用来做含极少氢同位素的尾气处理、手套箱除氚及环境除氢或去氚，但处理氢同位素浓度高的气体不合适；膜分离由于其分离步骤简单，可以用来分离氢与其它杂质气体，是回收氢同位素的有效手段，但膜分离对氢分压有一定的要求，氢分压低于一定水平，其回收率下降明显，而且通过膜分离很难获得高纯的惰性气体。

3、储氢材料(错系、稀土系、金属铀)由于其良好的吸放氢性能广泛应用于需要回收氢气的场景。采用储氢材料作为吸附剂，氦氢混合气体经过床体后，储氢材料吸附氢气实现氦氢分离。

4、现有装置一般将储氢粉末填充至分离氢气的装置内，储氢粉末不易填充以及取出，同时氦氢混合气体经过的分离路径较短，氦气和氢气分离不完全，同时装置内的储氢粉末容易粘附到装置内壁，并且储氢粉末在吸附氢气时容易内部移动及富集，现有装置没有对反复反应的储氢粉末的富集效应制定有效的抑制措施，导致吸氢过程膨胀应力分布不均匀，使储氢罐变形，甚至破裂。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种氦氢气体分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种氦氢气体分离装置，包括容纳罐、多个分离组件和过滤组件，多个分离组件间隔设置且分别与容纳罐插接，多个分离组件之间连通设置，容纳罐的一侧设置有进气口，进气口与位于容纳罐一侧的分离组件连通，容纳罐的另一侧设置出气口,出气口一端与位于容纳罐另一侧的分离组件连通，出气口另一端连接过滤组件，分离组件内设置有螺旋板结构。

4、进一步的，分离组件包括壳体、换热管和搅拌机构，搅拌机构与壳体插接，壳体包括外壁和内腔壁，外壁和内腔壁之间形成夹层，夹层内设置有换热管，搅拌机构包括螺旋板，螺旋板的外部边缘与壳体的内腔壁接触。

5、进一步的，换热管螺旋环绕设置在夹层内，壳体的内腔壁内的空间形成了储存腔，壳体内部的底部设置有固定台，固定台与搅拌机构插接，分离组件一侧下部穿过内腔壁和外壁设置有下连接管，另一侧上部穿过内腔壁和外壁设置有上连接管，下连接管和上连接管位于同一径向。

6、进一步的，搅拌机构还包括支撑杆和封口盖，封口盖与支撑杆上端转动连接，支撑杆与固定台插接，螺旋板套设在支撑杆外侧，支撑杆与螺旋板固定连接。

7、进一步的，封口盖上方固定有电机，支撑杆上端与电机传动连接，封口盖与壳体的内腔壁螺纹连接，封口盖上部设置有把手，把手的一侧设置有进料口，进料口上部设置有进料盖板。

8、进一步的，过滤组件包括支撑筒，支撑筒一端与容纳罐的出气口通过连接管法兰连接，支撑筒另一端设置有出气法兰口，支撑筒内壁上间隔均匀设置有第一过滤板、第二过滤板和第三过滤板，第一过滤板、第二过滤板和第三过滤板的过滤孔依次减小。

9、进一步的，容纳罐为长圆型，容纳罐上开设有多个圆孔，圆孔与分离组件插接，相邻两个圆孔之间设置有分隔板，其中一个分隔板下侧设置有下隔板洞，下隔板洞内插接有下连接管，与其相邻的分隔板上侧设置有上隔板洞，上隔板洞内插接有上连接管。

10、进一步的，设置有下隔板洞的分隔板两侧的分离组件下部通过下连接管连通，设置有上隔板洞的分隔板两侧的分离组件上部通过上连接管连通，分隔板两侧的分离组件放置的角度相差180度。

11、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

12、1.本实用新型提供的一种氦氢气体分离装置，使用进料口使储氢粉末更易填充，同时使用封口盖使储氢粉末取出更方便，使螺旋板的拆装更方便。

13、2.本实用新型提供的一种氦氢气体分离装置，通过多个分离组件进行多次分离，使得氦氢混合气体经过的分离路径变长，使氦氢混合气体的分离更充分。

14、3.本实用新型提供的一种氦氢气体分离装置，可通过螺旋板旋转将反应的储氢粉末搅拌均匀，避免反复吸氢和脱氢循环的储氢粉末在内部移动产生富集。

15、4.本实用新型提供的一种氦氢气体分离装置，通过螺旋板的外部边缘与壳体的内腔壁接触，给予壳体支撑，避免应力分布不均匀使之变形和破裂。

技术特征：

1.一种氦氢气体分离装置，其特征在于：包括容纳罐(1)、多个分离组件(2)和过滤组件(3)，多个分离组件(2)间隔设置且分别与容纳罐(1)插接，多个分离组件(2)之间连通设置，容纳罐(1)的一侧设置有进气口(11)，进气口(11)与位于容纳罐(1)一侧的分离组件(2)连通，容纳罐(1)的另一侧设置出气口(13),出气口(13)一端与位于容纳罐(1)另一侧的分离组件(2)连通，出气口(13)另一端连接过滤组件(3)，分离组件(2)内设置有螺旋板结构。

2.根据权利要求1所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：分离组件(2)包括壳体(21)、换热管(22)和搅拌机构(23)，搅拌机构(23)与壳体(21)插接，壳体(21)包括外壁(214)和内腔壁(212)，外壁(214)和内腔壁(212)之间形成夹层(211)，夹层(211)内设置有换热管(22)，搅拌机构(23)包括螺旋板(231)，螺旋板(231)的外部边缘与壳体(21)的内腔壁(212)接触。

3.根据权利要求2所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：换热管(22)螺旋环绕设置在夹层(211)内，壳体(21)的内腔壁(212)内的空间形成了储存腔(215)，壳体(21)内部的底部设置有固定台(213)，固定台(213)与搅拌机构(23)插接，分离组件(2)一侧下部穿过内腔壁(212)和外壁(214)设置有下连接管，另一侧上部穿过内腔壁(212)和外壁(214)设置有上连接管，下连接管和上连接管位于同一径向。

4.根据权利要求3所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：搅拌机构(23)还包括支撑杆(233)和封口盖(24)，封口盖(24)与支撑杆(233)上端转动连接，支撑杆(233)与固定台(213)插接，螺旋板(231)套设在支撑杆(233)外侧，支撑杆(233)与螺旋板(231)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：封口盖(24)上方固定有电机(232)，支撑杆(233)上端与电机(232)传动连接，封口盖(24)与壳体(21)的内腔壁(212)螺纹连接，封口盖(24)上部设置有把手，把手的一侧设置有进料口(241)，进料口(241)上部设置有进料盖板(242)。

6.根据权利要求1所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：过滤组件(3)包括支撑筒(34)，支撑筒(34)一端与容纳罐(1)的出气口(13)通过连接管法兰连接，支撑筒(34)另一端设置有出气法兰口，支撑筒(34)内壁上间隔均匀设置有第一过滤板(31)、第二过滤板(32)和第三过滤板(33)，第一过滤板(31)、第二过滤板(32)和第三过滤板(33)的过滤孔依次减小。

7.根据权利要求1所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：容纳罐(1)为长圆型，容纳罐(1)上开设有多个圆孔，圆孔与分离组件(2)插接，相邻两个圆孔之间设置有分隔板(12)，其中一个分隔板(12)下侧设置有下隔板洞(121)，下隔板洞(121)内插接有下连接管，与其相邻的分隔板(12)上侧设置有上隔板洞(122)，上隔板洞(122)内插接有上连接管。

8.根据权利要求7所述的一种氦氢气体分离装置，其特征在于：设置有下隔板洞(121)的分隔板(12)两侧的分离组件(2)下部通过下连接管连通，设置有上隔板洞(122)的分隔板(12)两侧的分离组件(2)上部通过上连接管连通，分隔板(12)两侧的分离组件(2)放置的角度相差180度。

技术总结本技术涉及气体分离纯化技术领域，具体公开了一种氦氢气体分离装置，包括容纳罐、多个分离组件和过滤组件，多个分离组件间隔设置且分别与容纳罐插接，多个分离组件之间连通设置，容纳罐的一侧设置有进气口，进气口与位于容纳罐一侧的分离组件连通，容纳罐的另一侧设置出气口,出气口一端与位于容纳罐另一侧的分离组件连通，出气口另一端连接过滤组件，分离组件内设置有螺旋板结构。该技术使用进料口使储氢粉末更易填充，同时使用封口盖使储氢粉末取出更方便，使螺旋板的拆装更方便，通过多个分离组件进行多次分离，使得氦氢混合气体经过的分离路径变长，使氦氢混合气体的分离更充分。技术研发人员：丁卫国,李彦举,肖盼受保护的技术使用者：甘肃庆阳瑞海嘉能源科技有限公司技术研发日：20240330技术公布日：2024/11/21