CN112553645A - 一种氢氧发生器电解槽及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电解设备技术领域，特别涉及一种氢氧发生器电解槽及使用方法。一种氢氧发生器电解槽，包括电解槽本体和与所述电解槽本体连接的循环散热装置，所述的电解槽本体包括正极板、负极板以及安装在在所述正极板、负极板之间的若干圆筒组件，所述的圆筒组件之间设有圆筒间极板；所述的循环散热装置包括散热器、碱液循环泵，所述的循环散热装置通过管道与所述的电解槽本体形成循环回路。本发明通过外置循环散热装置，除掉传统氢氧发生器电解槽极板之间的换热板和支撑板，使电解槽结构更加紧凑，通过串联多个圆筒组件，增大碱液与极板的接触面积，增大产气量的同时实现满液运行，发生内爆的概率降低，装置更加安全。
Description
技术领域
本发明属于电解设备技术领域，特别涉及一种氢氧发生器电解槽及使用方法。
背景技术
氢氧发生器是利用水电解产生氢气和氧气的电化学设备。电解槽是氢氧发生器的核心部件，在电解槽中直流电电解碱液产生氢氧混合气。氢氧发生器在使用时，提高电解槽的产气效率，防止电解槽电解过程出现内爆、翻液等事故是推广氢氧发生器使用的关键。
现有电解槽由多组极板组成，其极板越多，面积越大，氢氧发生器的产气量越大。氢氧发生器电解槽在正常运行时会产生大量的热，电解槽需要良好散热才能够长期稳定运行。以往的电解槽散热会在电解槽极板之间设置散热风道并采用风冷的形式进行散热，由于散热风道的加入，电解槽体积往往比较大，需要在氢氧发生器电解槽极板之间增设换热板和支撑板，导致电解槽结构复杂，由于电解槽内部的换热板和支撑板，不参加电解过程，降低了碱液与极板的接触面积，不能够实现满液运行，在正常运行时，电解槽内部储存电解后的氢气和氧气，容易发生内爆等安全问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种氢氧发生器电解槽及使用方法，通过外置循环散热装置，除掉传统氢氧发生器电解槽极板之间的换热板和支撑板，使电解槽结构更加紧凑，通过串联多个圆筒组件，增大碱液与极板的接触面积，增大产气量的同时，能够实现满液运行，电解槽内部的储气量减少，在发生内爆时的能量大大减小，降低内爆对电解槽的损伤，装置更加安全。
本发明的技术方案在于：一种氢氧发生器电解槽，包括电解槽本体和与所述电解槽本体连接的循环散热装置，其中：所述的电解槽本体包括正极板、负极板以及安装在在所述正极板、负极板之间的若干圆筒组件，所述的圆筒组件之间设有圆筒间极板；所述的循环散热装置包括散热器、碱液循环泵，所述的碱液循环泵的输出端与所述的散热器的输入端相连，所述的循环散热装置通过管道与所述的电解槽本体形成循环回路。
所述正极板为壳体结构，所述正极板表面均布有若干正极板螺栓孔，所述正极板的壳体内部设有正极板加强筋，所述正极板的壳体外侧端面上设有正极接线板。
所述负极板为壳体结构，所述负极板表面均布有若干负极板螺栓孔，所述负极板的壳体内部设有负极板加强筋，所述负极板的壳体外侧端面上设有负极接线板，所述负极板的壳体外侧下部设有加液孔，上部设有出气孔。
所述出气孔数量≥1个。
所述正极板、多个所述圆筒组件、所述圆筒组件之间的圆筒间极板、负极板依次顺序连接，所述正极板、负极板之间通过若干紧固螺栓穿过所述正极板螺栓孔、负极板螺栓孔将所述圆筒组件、圆筒间极板夹紧，形成紧固密封。
所述的圆筒间极板为圆形，下端有支撑腿。
所述圆筒组件包括圆筒壳体、圆筒壳体密封垫、圆筒极板和极板密封垫，所述圆筒壳体与所述圆筒壳体密封垫组装形成圆筒壳体密封单元，所述的圆筒极板镶嵌在所述极板密封垫内形成圆筒极板密封垫单元；所述圆筒壳体密封单元内部可放置多个所述圆筒极板密封垫单元。
所述的循环散热装置的散热器与所述电解槽本体之间的管路上设有气液分离器。
一种氢氧发生器电解槽的使用方法，使用如上所述的任意一种氢氧发生器电解槽，包括以下步骤：
S1:发生电解反应所需要的水从加液孔进入电解槽本体，电解槽本体中的碱液在正极板、负极板提供的直流电的作用下，在圆筒组件内发生水电解反应产生氢氧气；
S2：电解槽本体中电解产生的氢氧气中携带水分，经出气孔进入气液分离装置，将氢氧气排出系统，剩余的液体和新补充的液体在碱液循环泵作用下，经过散热器散热后重新从加液孔进入电解槽本体，循环反应。
本发明的技术效果在于：1、本发明通过将传统的氢氧发生器电解槽的散热系统转变为电解槽外循环散热，外置循环散热装置从而可以不考虑电解槽本体的散热结构，除掉传统的氢氧发生器电解槽极板之间的换热板和支撑板，使电解槽结构更加紧凑，外置散热效果更好；2、本发明通过槽外强制循环系统，将碱液带出电解槽，在电解槽外部进行散热，从而可以提高电解槽内密封垫的使用寿命；3、本发明采用碱液泵对电解槽内碱液进行强制循环，提高极板的利用率，实现电解槽满液状态运行，增大产气量；4、本发明电解槽通过串联多个圆筒组件，增大碱液与极板的接触面积，增大产气量的同时，能够实现满液运行，在正常运行时，电解槽内部储存少量气甚至不储气，发生内爆的概率降低，装置更加安全。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1是本发明一种氢氧发生器电解槽结构示意图。
图2是本发明一种氢氧发生器电解槽的电解槽本体结构示意图。
图3是本发明一种氢氧发生器电解槽的正极板示意图。
图4是本发明一种氢氧发生器电解槽的负极板构示意图。
图5是本发明一种氢氧发生器电解槽的圆筒组件结构示意图。
附图标记：1-电解槽本体，2-循环散热装置，3-正极接线板，4-正极板，5-负极板，6-圆筒组件，7、紧固螺栓，8-出气孔，9-加液孔，10-负极接线板，11-圆筒壳体，12-圆筒壳体密封垫，13-圆筒间极板，14-极板密封垫，15-圆筒极板，16-支撑腿，21-散热器，22-碱液循环泵，23-气液分离器，24-正极板螺栓孔，25-正极板加强筋，26-负极板螺栓孔，27-负极板加强筋。
具体实施方式
实施例1
为了克服现有氢氧发生器的电解槽因在极板之间增设换热板和支撑板，导致电解槽结构复杂，降低了碱液与极板的接触面积，不能够实现满液运行，在正常运行时，电解槽内部储存电解后的氢气和氧气，容易发生内爆等问题，本发明提供了如图1所示一种氢氧发生器电解槽，本发明通过外置循环散热装置，除掉传统氢氧发生器电解槽极板之间的换热板和支撑板，使电解槽结构更加紧凑，通过串联多个圆筒组件，增大碱液与极板的接触面积，增大产气量的同时，能够实现满液运行，减少电解槽内部的储气量，降低电解槽发生内爆的概率与内爆强度，使装置更加安全。
如图1、图2所示，一种氢氧发生器电解槽，包括电解槽本体1和与所述电解槽本体连接的循环散热装置2，其中：
所述的电解槽本体1包括正极板4、负极板5以及安装在在所述正极板4、负极板5之间的若干圆筒组件6，所述的圆筒组件6之间设有圆筒间极板13；
所述的循环散热装置2包括散热器21、碱液循环泵22，所述的碱液循环泵22的输出端与所述的散热器21的输入端相连，所述的循环散热装置2通过管道与所述的电解槽本体1形成循环回路。
本发明通过将传统的氢氧发生器电解槽的散热系统转变为体外循环散热，外置循环散热装置2，可以不考虑电解槽本身的散热结构，电解槽本体1包括正极板4、负极板5以及安装在在所述正极板4、负极板5之间的若干圆筒组件6，除掉传统电解槽极板之间的换热板和支撑板，使电解槽结构更加紧凑，同时也能够增加电解槽本体1的产气量。同时设置碱液循环泵22，使电解槽本体1的碱液能够不断的循环，提高极板的利用率，实现电解槽满液状态运行，增大碱液与极板的接触面积，增大产气量，在正常运行时降低发生内爆的概率，装置更加安全。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，如图3所示，优选地，所述正极板4为壳体结构，所述正极板4表面均布有若干正极板螺栓孔24，所述正极板4的壳体内部设有正极板加强筋25，所述正极板4的壳体外侧端面上设有正极接线板3。
实际使用中，所述正极板4为壳体结构，降低了所述正极板4的重量，壳体内部设有正极板加强筋25，可以提高正极板4的强度。
优选地，如图4所示，所述负极板5为壳体结构，所述负极板5表面均布有若干负极板螺栓孔26，所述负极板5的壳体内部设有负极板加强筋27，所述负极板5的壳体外侧端面上设有负极接线板10，所述负极板5的壳体外侧下部设有加液孔9，上部设有出气孔8。所述出气孔8数量≥1个。
实际使用中，所述负极板5为壳体结构，降低了所述负极板5的重量，壳体内部设有负极板加强筋27，以提高负极板5的强度。所述加液孔9用于补充电解消耗的水，出气孔8用于输送电解产生的氢气和氧气。
优选地，所述正极板4、多个所述圆筒组件6、所述圆筒组件6之间的圆筒间极板13、负极板5依次顺序连接，所述正极板4、负极板5之间通过若干紧固螺栓7穿过所述正极板螺栓孔24、负极板螺栓孔26将所述圆筒组件6、圆筒间极板13夹紧，形成紧固密封。
实际使用中，所述正极板4、圆筒组件6、圆筒间极板13、负极板5通过若干紧固螺栓7串联，紧固密封，结构紧凑，便于拆装。
优选地，所述的圆筒间极板13为圆形，下端有支撑腿16。
实际使用中，支撑腿16便于电解槽的固定，防止圆筒组件6发生移动。
如图5所示，优选地，所述圆筒组件6包括圆筒壳体11、圆筒壳体密封垫12、圆筒极板15和极板密封垫14，所述圆筒壳体11与所述圆筒壳体密封垫12组装形成圆筒壳体密封单元，所述的圆筒极板15镶嵌在所述极板密封垫14内形成圆筒极板密封垫单元；所述圆筒壳体密封单元内部可放置多个所述圆筒极板密封垫单元。
实际使用中，所述圆筒壳体密封单元内部可放置多个所述圆筒极板密封垫单元，电解槽通过串联多个圆筒组件6，增加极板数量的同时大大增加碱液与极板的接触面积，从而增大产气量。所述的圆筒极板15镶嵌在所述圆筒极板密封垫14内形成密封，防止圆筒组件在电解过程中发生漏液。
优选地，所述电解槽本体1与所述的循环散热装置2的散热器21之间的管路上设有气液分离器23。
一种氢氧发生器电解槽的使用方法，使用如上所述的任意一种氢氧发生器电解槽，包括以下步骤：
S1:发生电解反应所需要的水从加液孔9进入电解槽本体1，电解槽本体1中的碱液在正极板4、负极板5提供的直流电的作用下，在圆筒组件6内发生水电解反应产生氢氧气；
S2：电解槽本体1中电解产生的氢氧气中携带水分，经出气孔8进入气液分离装置23，将氢氧气排出系统，剩余的液体和新补充的液体在碱液循环泵22作用下，经过散热器21散热后重新从加液孔9进入电解槽本体7，循环反应。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：包括电解槽本体（1）和与所述电解槽本体连接的循环散热装置（2），其中：
所述的电解槽本体（1）包括正极板（4）、负极板（5）以及安装在在所述正极板（4）、负极板（5）之间的若干圆筒组件（6），所述的圆筒组件（6）之间设有圆筒间极板（13）；
所述的循环散热装置（2）包括散热器（21）、碱液循环泵（22），所述的碱液循环泵（22）的输出端与所述的散热器（21）的输入端相连，所述的循环散热装置（2）通过管道与所述的电解槽本体（1）形成循环回路。
2.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述正极板（4）为壳体结构，所述正极板（4）表面均布有若干正极板螺栓孔（24），所述正极板（4）的壳体内部设有正极板加强筋（25），所述正极板（4）的壳体外侧端面上设有正极接线板（3）。
3.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述负极板（5）为壳体结构，所述负极板（5）表面均布有若干负极板螺栓孔（26），所述负极板（5）的壳体内部设有负极板加强筋（27），所述负极板（5）的壳体外侧端面上设有负极接线板（10），所述负极板（5）的壳体外侧下部设有加液孔（9），上部设有出气孔（8）。
4.根据权利要求3所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述出气孔（8）数量≥1个。
5.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述正极板（4）、多个所述圆筒组件（6）、所述圆筒组件（6）之间的圆筒间极板（13）、负极板（5）依次顺序连接，所述正极板（4）、负极板（5）之间通过若干紧固螺栓（7）穿过所述正极板螺栓孔（24）、负极板螺栓孔（26）将所述圆筒组件（6）、圆筒间极板（13）夹紧，形成紧固密封。
6.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述的圆筒间极板（13）为圆形，下端有支撑腿（16）。
7.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述圆筒组件（6）包括圆筒壳体（11）、圆筒壳体密封垫（12）、圆筒极板（15）和极板密封垫（14），所述圆筒壳体（11）与所述圆筒壳体密封垫（12）组装形成圆筒壳体密封单元，所述的圆筒极板（15）镶嵌在所述极板密封垫（14）内形成圆筒极板密封垫单元；所述圆筒壳体密封单元内部可放置多个所述圆筒极板密封垫单元。
8.根据权利要求1所述一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：所述的循环散热装置（2）的散热器（21）与所述电解槽本体（1）之间的管路上设有气液分离器（23）。
9.一种氢氧发生器电解槽的使用方法，使用权利要求1-8所述的任意一种氢氧发生器电解槽，其特征在于：包括以下步骤：
S1:发生电解反应所需要的水从加液孔（9）进入电解槽本体（1），电解槽本体（1）中的碱液在直流电的作用下，在圆筒组件（6）内发生水电解反应产生氢氧气；
S2：电解槽本体（1）中电解产生的氢氧气中携带水分，经出气孔（8）进入气液分离器（23）将氢氧气排出，剩余的液体和新补充的液体在碱液循环泵（22）作用下，经过散热器（21）散热后重新从加液孔（9）进入电解槽本体（1），循环反应。
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