一种利用碳/碳复合材料CVD生产尾气制氢系统的制作方法

2021-01-30 20:01:26|

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一种利用碳/碳复合材料cvd生产尾气制氢系统
技术领域
[0001]
本实用新型涉及尾气处理设备技术领域，尤其是一种利用碳/碳复合材料cvd生产尾气制氢系统。

背景技术：

[0002]
化学气相沉积（cvd）是制备高性能碳/碳复合材料的主要技术手段之一，利用碳纤维增强碳氢气体裂解形成的热解碳构成碳/碳复合材料，是一类主要应用于高温、超高温、耐摩擦等环境条件下的材料。在cvd制备过程，利用的碳源气体通常为天然气、丙烷等，所需载气和保护气体为氮气。因此，从热解炉中将排出大量的含有氢气、氮气、小分子烯烃气体以及焦油等成分的尾气，通常是易燃有毒的废气，存在一定的危险性和污染性，需要做无害、无毒化等处理后才可能排放，目前常用的尾气处理方式是利用火炬将他们燃烧后排放。
[0003]
氢气属于可利用二次资源，具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍、酒精的3.9倍，而且其燃烧产物为水，是世界上最干净清洁的能源，因此氢能是21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存也成为备受关注的焦点，在氢能发电、氢气汽车、燃料电池等领域有着大量的应用需求。在碳/碳复合材料实际生产中，每台cvd炉每小时的用气量大约为数百升，所排出的尾气中80%以上为氢气，其产量非常可观。因此，收集、提纯cvd尾气制取氢气具有非常重要的意义。

技术实现要素：

[0004]
为了充分利用碳/碳复合材料cvd生产中所产生的尾气，实现资源回收与再利用，本实用新型提供了一种利用碳/碳复合材料cvd生产尾气制氢系统。
[0005]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用碳/碳复合材料cvd生产尾气制氢系统，包括通过管道依次连接的冷凝罐、气液分离器和存储模组，所述冷凝罐顶面设置有进气管，进气管上设置有第一调节阀和压力变送器，冷凝罐上设置有排气管和制冷机，冷凝管内设置有和制冷机对接的换热管，冷凝罐和制冷机之间设置有第二调节阀。
[0006]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括进气管另一端上设置有除雾器。
[0007]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括存储模组包括和管道连接的第一存储罐、第二存储罐、第三存储罐和第四存储罐，第一存储罐的连接管上设置有第三调节阀，第二存储罐的连接管上设置有第四调节阀，第三存储罐的连接管上设置有第五调节阀，第四存储罐的连接管上设置有第六调节阀。
[0008]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括排气管上连接有真空泵。
[0009]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括换热管为螺旋状结构。
[0010]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括冷凝罐上设置有温度记录仪、压力传感器和液位仪。
[0011]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括气液分离器上通过废液管连接有废液罐，废液管上设置有第七调节阀。
[0012]
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过螺旋状换热管在冷凝罐内快速进行温度交换使得温度下降快速，获得不同气体液化后的液体，从而实现氢气的提纯，通过气液分离器将冷凝罐内排出液化气体时混入的杂质气体分离进一步提高液化气体纯度。
附图说明
[0013]
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]
图1是本实用新型的结构示意图。
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图中1、冷凝罐，2、气液分离器，3、进气管，4、第一调节阀，5、压力变送器，6、排气管，7、制冷机，8、换热管，9、第二调节阀，10、除雾器，11、第一存储罐，12、第二存储罐，13、第三存储罐，14、第四存储罐，15、第三调节阀，16、第四调节阀，17、第五调节阀，18、第六调节阀，19、真空泵，20、温度记录仪，21、压力传感器，22、液位仪，23、废液罐，24、废液管，25、第七调节阀。
具体实施方式
[0016]
如图1是本实用新型的结构示意图，一种利用碳/碳复合材料cvd生产尾气制氢系统，包括通过管道依次连接的冷凝罐1、气液分离器2和存储模组，所述冷凝罐1顶面设置有进气管3，进气管3上设置有第一调节阀4和压力变送器5，冷凝罐1上设置有排气管6和制冷机7，冷凝管内设置有和制冷机7对接的换热管8，冷凝罐1和制冷机7之间设置有第二调节阀9。本实用新型通过螺旋状换热管8在冷凝罐1内快速进行温度交换使得温度下降快速，获得不同气体液化后的液体，从而实现氢气的提纯，通过气液分离器2将冷凝罐1内排出液化气体时混入的杂质气体分离进一步提高液化气体纯度。
[0017]
所述进气管3另一端上设置有除雾器10。所述存储模组包括和管道连接的第一存储罐11、第二存储罐12、第三存储罐13和第四存储罐14，第一存储罐11的连接管上设置有第三调节阀15，第二存储罐12的连接管上设置有第四调节阀16，第三存储罐13的连接管上设置有第五调节阀17，第四存储罐14的连接管上设置有第六调节阀18。
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所述排气管6上连接有真空泵19。所述换热管8为螺旋状结构。
[0019]
所述冷凝罐1上设置有温度记录仪20、温压力传感器21和液位仪22。所述气液分离器2上通过废液管24连接有废液罐23，废液管24上设置有第七调节阀25。
[0020]
实施例一：低温冷疑基于氢与其它气体沸点差异大的原理，在操作温度下，使除氢以外所有高沸点组分冷凝为液体的分离方法。使用时通过控制箱控制，碳/碳复合材料化学气相沉积cvd过程产生尾气从进气管3进入，经过除雾器10除去溶有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等杂志，进入冷凝罐1，进气管3上的第一调节阀4和压力变送器5控制尾气进入量保证系统稳定运行，当冷凝罐1内尾气填充完全后，制冷机7开始工作使得冷凝罐1温度降低当达到一种气体的沸点后停止降温，第二调节阀9打开使得液化气体进入气液分离器2分离后纯化液化气体进入存储罐内，分离后的杂质进入废液罐23内，液位仪22检测到液化气体全部流出后，第二调节阀9关闭。
[0021]
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

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