CN102943282A - 电解液自循环中压水电解制氢系统 - Google Patents

电解液自循环中压水电解制氢系统 Download PDF

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Abstract

电解液自循环中压水电解制氢系统，涉及水电解制氢技术。本发明包括氧气分离器、氢气分离器、电解槽，在氧气分离器和氢气分离器的内部分别设有热交换管；在电解槽的一侧分别连接第一氧气电解液混合出口管、第一氢气电解液混合出口管，在电解槽的另一侧分别连接第二氧气电解液混合出口管、第二氢气电解液混合出口管；在电解槽的两侧分别连接第一回流管和第二回流管，在电解槽内部下方设置第三回流管，电解槽内部设有若干电解小室，在第三回流管的管体上设有与各电解小室分别相对应的小孔。本发明结构更趋合理简单，故障减少、电耗下降，系统工作更加稳定，维修更为方便，大大提高了整机使用可靠性。

Description

电解液自循环中压水电解制氢系统
技术领域
本发明涉及水电解制氢技术，特别是一种电解液自循环中压水电解制氢系统。
背景技术
氢气是一种高效、无污染的洁净能源，在国防工业、交通运输、金属切割、医药卫生等技术领域有着广泛和重要的应用。现有技术水电解制氢系统中的电解液的循环是靠电解液循环泵的动力作用进行的，水被碱性电解液经电解产成氢和氧后，循环泵将带有氢和氧的电解液加压，输送到下级氢氧分离器中，使气体与电解液得以分离，且被分离气体经相应的气体出口管输出，电解液经回流管回流到电解槽中，再不断循环地将水电解成氢和氧。电解槽内电解所用的电解液呈碱性溶液，电解液循环泵工作时长期处于高温、高压、强碱作用下，故障频繁，极易发生渗漏现象。循环泵在工作时还有能耗高，噪声大等缺点。这一方面又极大增加了电解槽的维护成本；另一方面使得电解槽很难保证连续、稳定的工作，直接影响了电解槽的正常工作。
发明内容
本发明目的在于提供一种工作稳定、电解效率高、维修简单、使用寿命长、不需要电解液循环泵的电解液自循环中压水电解制氢系统。
本发明包括氧气分离器、氢气分离器、电解槽，所述氧气分离器和氢气分离器分别设置在电解槽的上方；在所述氧气分离器的上方设置氧气出口，在所述氢气分离器的上方设置氢气出口；在所述氧气分离器和氢气分离器的内部分别设有热交换管；在所述电解槽的一侧分别连接第一氧气电解液混合出口管、第一氢气电解液混合出口管，在所述电解槽的另一侧分别连接第二氧气电解液混合出口管、第二氢气电解液混合出口管；所述第一氧气电解液混合出口管的另一端和第二氧气电解液混合出口管的另一端分别与氧气分离器连接，所述第一氢气电解液混合出口管的另一端和第二氢气电解液混合出口管的另一端分别与氢气分离器连接；在所述电解槽的两侧分别连接第一回流管和第二回流管，所述第一回流管的另一端与氧气分离器相连，所述第二回流管的另一端与氢气分离器相连；在所述电解槽内部下方设置第三回流管，所述第三回流管的一端与第一回流管连通，且另一端与第二回流管连通；所述电解槽内部设有若干电解小室，在所述第三回流管的管体上设有与各电解小室分别相对应的小孔。
本发明电解液在电能的作用下，电解成氢气和氧气，体积增大、压力增强、温度升高，利用其电解后自身增大的压力，氢气电解液混合物和氧气电解液混合物由氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管喷射上升，经热交换器管内换热降低温度 ，再升到热交换器上部的氢气气水分离器和氧气气水分离器，在分离器中，电解液与气体分离，由于重力的作用，电解液向下进入热交换器管间，与经热交换器管内上行的氢气电解液混合物和氧气电解液混合物换热，经回流管进入电解槽，如此循环往复进行，从而实现电解液自然无动力循环。其中，分离器与电解槽设有一定的高度差，使得分离器分离的电解液通过热交换器内部管路，将冷却的电解液再通过回流管分配到电解槽内部每个电解小室，保证电解槽温度得到控制，电解液可以均匀参加电解。
本发明在电解过程中省去电解液循环泵，使电解制氢系统内部结构更趋合理简单，故障减少、电耗下降，系统工作更加稳定，维修更为方便，大大提高了整机使用可靠性。
附图说明
图1为本发明的机构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括氧气分离器1、氢气分离器2、电解槽3，氧气分离器1和氢气分离器2分别设置在电解槽3的上方；在氧气分离器1的上方设置氧气出口1-1，在氢气分离器2的上方设置氢气出口2-1；在氧气分离器1和氢气分离器2的内部分别设有热交换管4。
在电解槽3的一侧分别连接第一氧气电解液混合出口管5、第一氢气电解液混合出口管6，在电解槽3的另一侧分别连接第二氧气电解液混合出口管7、第二氢气电解液混合出口管8；第一氧气电解液混合出口管5的另一端和第二氧气电解液混合出口管7的另一端分别与氧气分离器1连接，第一氢气电解液混合出口管6的另一端和第二氢气电解液混合出口管8的另一端分别与氢气分离器2连接。
在电解槽3的两侧分别连接第一回流管9和第二回流管10，第一回流管9的另一端与氧气分离器1相连，第二回流管10的另一端与氢气分离器2相连；在电解槽3内部下方设置第三回流管11，第三回流管11的一端与第一回流管9连通，且另一端与第二回流管10连通；电解槽3内部设有若干电解小室3-1，在第三回流管11的管体上设有与各电解小室3-1分别相对应的小孔11-1。

Claims (1)

1.电解液自循环中压水电解制氢系统，包括氧气分离器、氢气分离器、电解槽，其特征在于：所述氧气分离器和氢气分离器分别设置在电解槽的上方；在所述氧气分离器的上方设置氧气出口，在所述氢气分离器的上方设置氢气出口；在所述氧气分离器和氢气分离器的内部分别设有热交换管；在所述电解槽的一侧分别连接第一氧气电解液混合出口管、第一氢气电解液混合出口管，在所述电解槽的另一侧分别连接第二氧气电解液混合出口管、第二氢气电解液混合出口管；所述第一氧气电解液混合出口管的另一端和第二氧气电解液混合出口管的另一端分别与氧气分离器连接，所述第一氢气电解液混合出口管的另一端和第二氢气电解液混合出口管的另一端分别与氢气分离器连接；在所述电解槽的两侧分别连接第一回流管和第二回流管，所述第一回流管的另一端与氧气分离器相连，所述第二回流管的另一端与氢气分离器相连；在所述电解槽内部下方设置第三回流管，所述第三回流管的一端与第一回流管连通，且另一端与第二回流管连通；所述电解槽内部设有若干电解小室，在所述第三回流管的管体上设有与各电解小室分别相对应的小孔。
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