CN108374180A - 一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,包括有电解槽装置以及设置在电解槽装置的左侧的储气罐,电解槽装置的顶部设置有混合气体除水装置,电解槽装置的右侧设置有与换热水箱连通的蒸馏罐,蒸馏罐的顶部设置有与蒸馏罐连通的冷凝器。圆型电解腔室产生的热量被换热水箱内的冷水吸收,之后直接进入到蒸馏罐内使用,这样就可以对废热的充分利用,使电能的利用率达到80%以上;通过控制气泡破碎电机工作,就可以带动螺旋式转轴转动,一方面螺旋式转轴转动可以带动圆型电解腔室内的水流往上流动,这样就可以促使产生的氢气快速上升逸出,另一方面气泡破碎刀片对生产的气泡进行切割,使气泡即时得到破碎,大幅提高氢气的产出率。
Description
技术领域
本发明涉及氢气生产设备技术领域,尤其是涉及一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置。
背景技术
通过电解水制取氢气(和氧气)有着广泛的应用。当两电极间施加直流电解电压对水电解时,发生阴极析氢气、阳极析氧气的过程。电解水来制取氢气的方法,通常有无隔离膜电解、有隔离膜电解、零间距电解、固体聚合物电解质电解水制氢(氧)技术等多种方式。目前通过电解水装置制得1m3氢气的实际电能消耗约为4.5~5.5kW·h。理论上,电解水制氢的效率在50%左右,实际效率远低于此理论值(约20~30%),故主要用于制取高纯度氢气的场合。利用电解水产生氢氧火焰加工气源,用在替代乙炔、丙烷、水煤气等场合。因为氢氧气燃烧产物只有水,从而使用很环保,并且比氧乙炔更经济、廉价,而且可以随产随用,回避了乙炔气等库存带来的安全隐患。由传统工作方式制造的氢氧发生器存在很多不利因素。(1)发生器若要做大,废热排放存在很大问题,如果不及时排除,电解槽内温度就会有增加的趋势,会加大电解速度,产生更多废热,更多的废热又促使电解的加剧,这样相互反复促进就会形成一种恶性循环,最后导致整个电解温度提升,机器不能连续长期工作,开机几个小时就要停机休息冷却;(2)现有的冷却方式要么是采用风冷,要么是采用水冷,不管是这两种方式中的哪一种方式,均不能产生的废热进行利用,耗费更多的人力和物力,使得电能利用率低于60%以下;(3)现有的设备产生的氢氧混合气体也会附带很多水,造成氢氧混合气体的纯度不够,影响后期的使用;(4)电解槽内产泡过多,导致枪口火焰质量下降,严重时枪口吐沫甚至工作回火,并且产生的气泡在电解腔室内的上升的速度过慢,大量的气泡缓慢的从电解腔室内往上逸出水面,导致出气率较低,影响生产效率;(5)通过电离淡水和海水,会产生较多的杂质,这就需要经常对电解腔室进行清理,耗费更多的人力和物力。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构简单、设计合理、稳定性高、使用方便和调整范围更广的液晶屏调整支架。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,包括有电解槽装置以及设置在所述电解槽装置的左侧的储气罐,所述电解槽装置包括有电解箱体以及设置在所述电解箱体的内部的上层隔板和下层隔板,所述上层隔板与所述下层隔板之间设置有换热水箱,所述换热水箱的内部设置有若干个圆型电解腔室,每个所述圆型电解腔室的内壁上分别设置有半圆型正电极片和半圆型负电极片,所述半圆型正电极片和所述半圆型负电极片之间设置有螺旋式转轴,所述螺旋式转轴的外壁上焊接有若干个气泡破碎刀片,所述下层隔板的底部设置有若干个气泡破碎电机,所述气泡破碎电机的输出轴与所述螺旋式转轴连接在一起,所述上层隔板的顶部设置有对水气进行过滤的生化球,所述电解槽装置的顶部设置有混合气体除水装置,所述混合气体除水装置包括有除水箱体以及设置在所述除水箱体的内部的除水器,所述除水器由若干块由若干块滤水板组成,相邻所述滤水板之间设置有滤水间隙,所述电解槽装置的右侧设置有与所述换热水箱连通的蒸馏罐,所述蒸馏罐的底部内壁处设置有电加热丝,所述蒸馏罐的顶部设置有与所述蒸馏罐连通的冷凝器。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述下层隔板上安装有若干个密封轴承,所述气泡破碎电机的输出轴穿过所述密封轴承后与所述螺旋式转轴连接。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述电解箱体左右两侧分别设置有与所述换热水箱连通的冷水入口和热水出口,所述电解箱体的顶部设置有第二出气口。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述除水箱体的上下两端分别设置有第一出气口和进气口,所述第一出气口通过出气管与所述储气罐连通,所述出气管上设置有控制阀,所述进气口与所述第二出气口连通。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述热水出口通过热水管与所述蒸馏罐连通。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述下层隔板上设置有若干个为所述圆型电解腔室补充蒸馏水的喷水嘴。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中每个所述喷水嘴均通过加水管进行连通,所述冷凝器均通过冷凝水管与所述加水管连通,所述冷凝水管上安装有水泵。
优选地,上述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其中所述圆型电解腔室、半圆型正电极片、半圆型负电极片的上端均嵌入在所述上层隔板内。
本发明具有的优点和有益效果是:(1)通过将圆型电解腔室浸入在换热水箱内,圆型电解腔室产生的热量就可以较快的散发到水中,就样就可以通过水冷的方式对圆型电解腔室进行降温,较好的保持圆型电解腔室的温度的稳定,可以实现24小时不停机生产,大幅提高生产效率;(2)圆型电解腔室产生的热量被换热水箱的内冷水充分吸收,那么换热水箱的冷水就可以进行初步加热,之后直接进入到蒸馏罐内使用,这样就可以对废热的充分利用,使电能的利用率达到80%以上;(3)本方案中通过将水进行蒸馏成蒸馏水再进行电离,电离的过程中就不会产生大量的沉淀物,无需对圆型电解腔室进行清洗,节省大量的人工成本,电离效率也会更高,可以大幅提高氢氧气体的纯度,更好的满足人们的使用需求;(4)分别通过生化球和混合气体除水装置对混合气体进行处理,可以较好的除掉混合气体中的水蒸汽,大幅提高大幅提高氢氧气体的纯度,提高后期火焰的质量;(5)通过控制气泡破碎电机工作,就可以带动螺旋式转轴转动,一方面螺旋式转轴转动可以带动圆型电解腔室内的水流往上流动,这样就可以促使产生的氢气快速上升逸出,另一方面气泡破碎刀片对生产的气泡进行切割,使气泡即时得到破碎,大幅提高氢气的产出率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明中电解槽装置的纵向截面结构示意图;
图3是图2中A处的局部放大图;
图4是本发明中混合气体除水装置的纵向截面结构示意图;
图5是本发明中圆型电解腔室的立体图;
图6是本发明中除水器的结构示意图。
图中:1、储气罐;2、控制阀;3、出气管;4、混合气体除水装置;41、除水箱体;42、除水器;43、进气口;44、第一出气口;45、滤水板;46、滤水间隙;5、冷凝器;6、蒸馏罐;7、电解槽装置;71、电解箱体;72、生化球;73、上层隔板;74、下层隔板;75、换热水箱;76、圆型电解腔室;77、气泡破碎电机;78、螺旋式转轴;79、气泡破碎刀片;710、密封轴承;711、半圆型正电极片;712、半圆型负电极片;713、第二出气口;714、冷水入口;715、热水出口;716、喷水嘴;717、加水管;8、水泵;9、冷凝水管;10、热水管;11、电加热丝。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2和图5所示,一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,包括有电解槽装置7以及设置在电解槽装置7的左侧的储气罐1,电解槽装置7包括有电解箱体71以及设置在电解箱体71的内部的上层隔板73和下层隔板74,上层隔板73与下层隔板74之间设置有换热水箱75,换热水箱75的内部设置有若干个圆型电解腔室76,每个圆型电解腔室76的内壁上分别设置有半圆型正电极片711和半圆型负电极片712,圆型电解腔室76、半圆型正电极片711、半圆型负电极片712的上端均嵌入在上层隔板73内,通过将圆型电解腔室76浸入在换热水箱75内,圆型电解腔室76产生的热量就可以较快的散发到水中,就样就可以通过水冷的方式对圆型电解腔室76进行降温,较好的保持圆型电解腔室76的温度的稳定,可以实现24小时不停机生产,大幅提高生产效率。
如图1、图2和图3所示,半圆型正电极片711和半圆型负电极片712之间设置有螺旋式转轴78,螺旋式转轴78的外壁上焊接有若干个气泡破碎刀片79,下层隔板74的底部设置有若干个气泡破碎电机77,气泡破碎电机77的输出轴与螺旋式转轴78连接在一起,下层隔板74上安装有若干个密封轴承710,气泡破碎电机77的输出轴穿过密封轴承710后与螺旋式转轴78连接,上层隔板73的顶部设置有对水气进行过滤的生化球72,电解箱体71左右两侧分别设置有与换热水箱75连通的冷水入口714和热水出口715,电解箱体71的顶部设置有第二出气口713。通过控制气泡破碎电机77工作,就可以带动螺旋式转轴78转动,一方面螺旋式转轴78转动可以带动圆型电解腔室76内的水流往上流动,这样就可以促使产生的氢气快速上升逸出,另一方面气泡破碎刀片79对生产的气泡进行切割,使气泡即时得到破碎,大幅提高氢气的产出率。
如图1、图4和图6所示,电解槽装置7的顶部设置有混合气体除水装置4,混合气体除水装置4包括有除水箱体41以及设置在除水箱体41的内部的除水器42,除水器42由若干块由若干块滤水板45组成,相邻滤水板45之间设置有滤水间隙46,除水箱体41的上下两端分别设置有第一出气口44和进气口43,第一出气口44通过出气管3与储气罐1连通,出气管3上设置有控制阀2,进气口43与第二出气口713连通。分别通过生化球72和混合气体除水装置4对混合气体进行处理,可以较好的除掉混合气体中的水蒸汽,大幅提高大幅提高氢氧气体的纯度,提高后期火焰的质量。
如图1所示,电解槽装置7的右侧设置有与换热水箱75连通的蒸馏罐6,蒸馏罐6的底部内壁处设置有电加热丝11,蒸馏罐6的顶部设置有与蒸馏罐6连通的冷凝器5,热水出口715通过热水管10与蒸馏罐6连通,下层隔板74上设置有若干个为圆型电解腔室76补充蒸馏水的喷水嘴716,每个喷水嘴716均通过加水管717进行连通,冷凝器5均通过冷凝水管9与加水管717连通,冷凝水管9上安装有水泵8。圆型电解腔室76产生的热量被换热水箱75的内冷水充分吸收,那么换热水箱75的冷水就可以进行初步加热,之后直接进入到蒸馏罐6内使用,这样就可以对废热的充分利用,使电能的利用率达到80%以上;本方案中通过将水进行蒸馏成蒸馏水再进行电离,电离的过程中就不会产生大量的沉淀物,无需对圆型电解腔室76进行清洗,节省大量的人工成本,电离效率也会更高,可以大幅提高氢氧气体的纯度,更好的满足人们的使用需求。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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发明和简化描述,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、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是,本发明使用到的标准零部件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号,发明人在此不再详述。
在本发明的描述中,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”等应做广义理解,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连接,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发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,包括有电解槽装置(7)以及设置在所述电解槽装置(7)的左侧的储气罐(1),其特征在于:所述电解槽装置(7)包括有电解箱体(71)以及设置在所述电解箱体(71)的内部的上层隔板(73)和下层隔板(74),所述上层隔板(73)与所述下层隔板(74)之间设置有换热水箱(75),所述换热水箱(75)的内部设置有若干个圆型电解腔室(76),每个所述圆型电解腔室(76)的内壁上分别设置有半圆型正电极片(711)和半圆型负电极片(712),所述半圆型正电极片(711)和所述半圆型负电极片(712)之间设置有螺旋式转轴(78),所述螺旋式转轴(78)的外壁上焊接有若干个气泡破碎刀片(79),所述下层隔板(74)的底部设置有若干个气泡破碎电机(77),所述气泡破碎电机(77)的输出轴与所述螺旋式转轴(78)连接在一起,所述上层隔板(73)的顶部设置有对水气进行过滤的生化球(72),所述电解槽装置(7)的顶部设置有混合气体除水装置(4),所述混合气体除水装置(4)包括有除水箱体(41)以及设置在所述除水箱体(41)的内部的除水器(42),所述除水器(42)由若干块滤水板(45)组成,相邻所述滤水板(45)之间设置有滤水间隙(46),所述电解槽装置(7)的右侧设置有与所述换热水箱(75)连通的蒸馏罐(6),所述蒸馏罐(6)的底部内壁处设置有电加热丝(11),所述蒸馏罐(6)的顶部设置有与所述蒸馏罐(6)连通的冷凝器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述下层隔板(74)上安装有若干个密封轴承(710),所述气泡破碎电机(77)的输出轴穿过所述密封轴承(710)后与所述螺旋式转轴(78)连接。
3.根据权利要求1所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述电解箱体(71)左右两侧分别设置有与所述换热水箱(75)连通的冷水入口(714)和热水出口(715),所述电解箱体(71)的顶部设置有第二出气口(713)。
4.根据权利要求3所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述除水箱体(41)的上下两端分别设置有第一出气口(44)和进气口(43),所述第一出气口(44)通过出气管(3)与所述储气罐(1)连通,所述出气管(3)上设置有控制阀(2),所述进气口(43)与所述第二出气口(713)连通。
5.根据权利要求3所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述热水出口(715)通过热水管(10)与所述蒸馏罐(6)连通。
6.根据权利要求1所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述下层隔板(74)上设置有若干个为所述圆型电解腔室(76)补充蒸馏水的喷水嘴(716)。
7.根据权利要求6所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:每个所述喷水嘴(716)均通过加水管(717)进行连通,所述冷凝器(5)均通过冷凝水管(9)与所述加水管(717)连通,所述冷凝水管(9)上安装有水泵(8)。
8.根据权利要求1所述的一种采用螺旋式去气泡的氢氧混合气体电解装置,其特征在于:所述圆型电解腔室(76)、半圆型正电极片(711)、半圆型负电极片(712)的上端均嵌入在所述上层隔板(73)内。
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