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氢气作为清洁能源在各行各业有着广泛的应用,并且有着发展扩大的趋势,氢能源应用的一个关键环节是氢气的分离与纯化,在分离纯化方法中,钯膜因其高温稳定性及优异的透氢性能,是最具前景的氢气分离膜。由于成本问题,目前研究最广泛的是钯复合膜,随着钯复合膜制备技术的日趋成熟,如何高效、高质量地制备以及如何将其有效地应用已经成为新的研究方向。 本工作从工业制备及应用的角度入手,根据改进的化学镀工艺搭建了自动化连续镀膜装置,并开发了基于钯复合膜的氢气分离器。 针对钯复合膜传统化学镀工艺繁琐、不确定因素多等特点,改进了原有工艺,改变了还原剂进料方式,并增加了氮气冲刷。后根据工艺设计并开发了自动连续化学镀装置,进料、出料、清洗、鼓气等操作均采用自动控制,控制系统由PLC、阀门、泵、管路等硬件组成,软件使用STEP7 Micro/Win程序编写,装置调试运行成功后测试了制备出的膜管的性能,38cm长、8μm厚的钯复合膜在350℃、1bar下,氮气泄漏量较小,氢通量符合要求,且在一定时间内较稳定。 针对钯复合膜的应用问题,本工作开发了一种基于钯复合膜的氢气分离器,这种分离器是基于PLC自动控制的,通过PLC实现了系统的自动控制、信号采集等功能,另外还设置了温度、压力和断电报警等部分,增加了系统的可靠性和安全性。搭建好的分离器经过调试及长时间运行测试,结果显示分离器性能稳定,供氢量及理论氢气纯度均达到要求,基本满足一般小、中型规模产业的供氢,为以后钯复合膜大规模的应用打下了一定基础。