CN113832498B - 便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 - Google Patents
便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113832498B CN113832498B CN202111190752.5A CN202111190752A CN113832498B CN 113832498 B CN113832498 B CN 113832498B CN 202111190752 A CN202111190752 A CN 202111190752A CN 113832498 B CN113832498 B CN 113832498B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- separator
- liquid level
- cleaner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 242
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 242
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 149
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 95
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 184
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 184
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 184
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 105
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 93
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/02—Process control or regulation
- C25B15/023—Measuring, analysing or testing during electrolytic production
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/02—Process control or regulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，包括：两端连接电源的测试电解槽、氧碱处理单元及氢碱处理单元；氧碱处理单元中的氧侧碱液回流管道和氢碱处理单元中的氢侧碱液回流管道均和循环泵连通，循环泵通过管道与测试电解槽的阴极区域连通；还设置有补水机构；氧分离器和氢分离器上分别设置有能够观察对应容器内液位的透明段，氧分离器上设置的透明段和和氢分离器上设置的透明段位于同一高度；氢气调节阀和氧气调节阀均为手动截止阀；氧分离器上设氧侧液位计，氢分离器上设氢侧液位计，氧侧液位计、氢侧液位计、电源均与控制器电信号连接。该检测装置适用于在实验室中频繁操作调试、能常压下工作而不易造成安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于水电解制氢技术领域，具体涉及一种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置。
背景技术
目前，工业上常用的水电解制氢装置包括：制氢电解槽，制氢电解槽中安装有：将制氢电解槽分成阳极区域和阴极区域的隔膜，阳极区域中安装有电极阳极，阴极区域中安装有电极阴极，制氢电解槽工作时，槽中装有电解液，电解液通常为氢氧化钾或氢氧化钠溶液；氧碱处理单元，包括：氧分离器和氧气清洗器，氧分离器通过管道与制氢电解槽的阳极区域连通，用于将进入氧分离器的氧气和碱液的混合物在重力作用下进行气液分离，氧气清洗器通过管道与氧分离器连通，氧气清洗器中装有水，气液分离后的氧气经氧气清洗器中的水清洗后从氧气排放管道排出，氧气排放管道上设置有氧气调节阀；氢碱处理单元，包括：氢分离器和氢气清洗器，氢分离器通过管道与制氢电解槽的阴极区域连通，用于将进入氢分离器的氢气和碱液的混合物在重力作用下进行气液分离，氢气清洗器通过管道与氢分离器连通，氢气清洗器中装有水，气液分离后的氢气经氢气清洗器中的水清洗后从氢气排放管道排出，氢气排放管道上设置有氢气调节阀；氧分离器上设置有氧侧碱液回流管道，氢分离器上设置有氢侧碱液回流管道，氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均和循环泵连通，回流的电解液通过循环泵回流至制氢电解槽的阴极区域中再循环使用，由于制氢电解槽中的电解液中的水不断消耗，还设置有外接水源的补水泵用来补水。由于氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均和循环泵连通，因此需要保证氢分离器和氧分离器中的液位的平衡，避免气液互串造成危险，通常这种液位的平衡是通过控制氢分离器和氧分离器中的压力来实现的。
工业上的水电解制氢装置的产氢性能主要受制氢电解槽中的电极及隔膜的性能的影响。当在实验室中研发出新的能用于水电解制氢装置中的电极、隔膜后，需要检测研发出的新的电极、隔膜的性能。通常对新的电极、隔膜进行检测的方法如下：将制氢电解槽中原来正常工作的电极或隔膜拆下，然后将需要检测的电极或隔膜安装在制氢电解槽中，制氢电解槽的两端接电源，电源以恒电压模式工作，控制制氢装置的工作条件均与未更换电极或隔膜前相同，然后控制氢分离器和氧分离器的压力，使得氢分离器和氧分离器中的液位平衡，在此条件下制氢装置再平稳运行一段时间，通常为10分钟，取此时的电流数值与未更换电极或隔膜前相同工作条件下的电流的数值进行比较，电流数值高的水电解制氢装置产氢性能好，这样就能进而对研发的能用于水电解制氢装置中的电极或隔膜的性能进行检测与验证。
由于工业上的水电解制氢装置工作时，制氢系统中的压力一般在1.6-3.2MPa，产生的氢气的量通常在5-1000m3/小时，且制氢电解槽连接的电源为高压电源，因此如果用工业制氢装置对电极或隔膜进行检测，不仅能耗高，而且由于工业制氢装置的产气量高，且试验过程中产生的氧气和氢气的纯度不好控制，均需要放空处理，具有安全隐患。因此，需要开发一种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，该检测装置需要具有以下特点：能在常压下工作、产气量小、能耗低，适用于实验室中进行频繁测试。由于产气量小，检测装置的电解槽中需要补充的水的量很小，而工业上的制氢装置中的补水泵的流量大，就不能用在补水量很小的检测装置中进行补水，因此该检测装置中还需要设置能够方便及时补水的补水机构。而经检测装置检测后，如果研发出的新的电极、隔膜的性能较好，还需要在实验室中对安装有该电极或隔膜的水电解制氢装置工作的参数如：碱液循环速度、制氢电解槽工作温度进行优化选择，使得优化后的参数可以用在工业大生产中。
发明内容
本发明的目的是：提供一种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，该检测装置适用于在实验室中频繁操作调试、能常压下工作而不易造成安全隐患，且能对装有电极、隔膜的水电解制氢装置的工艺参数进行优化选择。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，包括：两端连接电源的测试电解槽，测试电解槽中能安装隔膜，测试电解槽的阳极区域中能安装电极阳极、阴极区域中能安装电极阴极；氧碱处理单元，包括：氧分离器和氧气清洗器，氧分离器通过管道与测试电解槽的阳极区域连通，氧气清洗器通过管道与氧分离器连通，氧气清洗器上设置有氧气排放管道，氧气排放管道上设置有氧气调节阀；氢碱处理单元，包括：氢分离器和氢气清洗器，氢分离器通过管道与测试电解槽的阴极区域连通，氢气清洗器通过管道与氢分离器连通，氢气清洗器上设置有氢气排放管道，氢气排放管道上设置有氢气调节阀；氧分离器上设置有氧侧碱液回流管道，氢分离器上设置有氢侧碱液回流管道，氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均和循环泵连通，循环泵通过管道与测试电解槽的阴极区域连通；还设置有补水机构；氧分离器和氢分离器上分别设置有能够观察对应容器内液位的透明段，氧分离器上设置的透明段和和氢分离器上设置的透明段位于同一高度；氢气调节阀和氧气调节阀均为手动截止阀；氧分离器上设置有氧侧液位计，氢分离器上设置有氢侧液位计，氧侧液位计、氢侧液位计、电源均与控制器电信号连接。
进一步地，前述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其中：透明段的高度不小于15cm，透明段与所在容器的底端和顶端的距离均不小于5cm。
进一步地，前述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其中：氧侧液位计和氢侧液位计均为磁翻板液位计或均为液位开关。
进一步地，前述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其中：所述的补水机构包括：氢气清洗器下端和氧气清洗器下端之间设置的连通管，连通管上设置有连通阀，还设置有补水管，补水管上设置有补水阀，补水管设置在氧气清洗器和氧分离器之间、或者设置在氢气清洗器和氢分离器之间。
进一步地，前述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其中：氢气清洗器内腔上端和氧气清洗器的内腔上端分别设置有捕滴网。
进一步地，前述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其中：氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均与加热器连通；工作时，碱液经加热器加热后再流入循环泵。
本发明的优点是：一、在氧分离器上设置氧透明段、在氢分离器上设置氢透明段，且氧透明段、氢透明段位于同一高度，从而能通过肉眼观察氧分离器和氢分离器中的液位变化，将氢气调节阀和氧气调节阀均设为手动截止阀从而便于当氧分离器和氢分离器液位变化时直接简便快捷手动控制氧气调节阀的开度大小，从而控制氧分离器和氢分离器中的压力，这种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置结构简单，测试电解槽不需连接高压电源、工作时能耗低，检测装置能在常压下工作，氢气的产量小，不易有安全隐患，还能够通过氧透明段、氢透明段观察碱液中气液分离的时间，进而优化选择相关水电解制氢装置的工艺参数。二、氧分离器上设置有氧侧液位计，氢分离器上设置有氢侧液位计，氧侧液位计、氢侧液位计、电源均与控制器电信号连接，从而防止氧分离器和氢分离器中的液位相差过大或氧分离器和氢分离器中的液位太低而造成危险。三、本发明进一步的优点是：由连通管、连通阀、补水管、补水阀组成的补水机构结构简单，用在这种小产量的检测装置中，不需设置补水泵也能够方便高效及时地为测试电解槽中的电解液补水。
附图说明
图1是本发明所述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，包括：两端连接电源13的测试电解槽1，测试电解槽1中能安装隔膜，测试电解槽1的阳极区域中能安装电极阳极、阴极区域中能安装电极阴极；氧碱处理单元，包括：氧分离器2和氧气清洗器3，氧分离器2通过管道与测试电解槽1的阳极区域连通，氧气清洗器3通过管道与氧分离器2连通，氧气清洗器3上设置有氧气排放管道4，氧气排放管道4上设置有氧气调节阀41；氢碱处理单元，包括：氢分离器8和氢气清洗器7，氢分离器8通过管道与测试电解槽1的阴极区域连通，氢气清洗器7通过管道与氢分离器8连通，氢气清洗器7上设置有氢气排放管道5，氢气排放管道5上设置有氢气调节阀51；氧分离器2上设置有氧侧碱液回流管道22，氢分离器8上设置有氢侧碱液回流管道82，氧侧碱液回流管道22和氢侧碱液回流管道82均和循环泵12连通，循环泵12通过管道与测试电解槽1的阴极区域连通；氧分离器2和氢分离器8上分别设置有能够观察容器内液位的透明段，且氧分离器2上设置的透明段和氢分离器8上设置的透明段位于同一高度，为了便于描述，将氧分离器上设置的透明段称为氧透明段21，将氢分离器8上设置的透明段称为氢透明段81；氢气调节阀51和氧气调节阀41均为手动截止阀；氧分离器2上设置有氧侧液位计23，氢分离器8上设置有氢侧液位计83，氧侧液位计23、氢侧液位计83、电源13均与控制器电信号连接，在本实施例中，氧侧液位计23和氢侧液位计83均为磁翻板液位计。在实际使用中，氧侧液位计23和氢侧液位计83也可均采用液位开关。
在实际制作时，氧分离器2和氢分离器8高度均为45cm，直径均为10 cm，氢气清洗器7和氧气清洗器3的高度均为40cm，直径均为15cm，设计的氢气产量为0.1m3/小时左右。这种小产量的检测装置工作时，电源13的电压只需6V就能工作。而通常工业上的水电解制氢装置工作时需高压电源，高压电源的电压通常为6KV以上，且高压电源的电流需经变压器降压、整流器整流。因此，本发明所述的检测装置工作时的能耗更低。由于常压下工作、产气量小，便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置工作时产生的氧气和氢气可以直接放空，不会有安全隐患。
为了便于观察氧分离器2和氢分离器8中的液位变化，氧透明段21、氢透明段81的高度均不小于15cm，且氧透明段21、氢透明段81与所在容器的底端和顶端的距离均不小于5cm。制作时，氧透明段21、氢透明段81可采用聚四氟透明耐碱管材，位于透明段上方和下方的容器本体采用不锈钢制造。
在本实施例中，氢气清洗器内腔上端和氧气清洗器的内腔上端分别设置有捕滴网6，从而除去放空的氧气和氢气中的碱雾和液滴。
由于测试电解槽1工作时，其内的电解液的温度需要保持在80-85℃，因此氧侧碱液回流管道22和氢侧碱液回流管道82均与加热器11连通；工作时，碱液流入加热器11加热后再经循环泵12进入测试电解槽1的阴极区域。为了较好的控制电解液的温度，加热器11上设置有温度传感器，温度传感器与控制器电信号连接。
这种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置工作时由于气体产量小，在进行单次或若干有限次数的检测工作时需要补充到测试电解槽1中的电解液中的水的量也较少，以氢气产量为0.1m3/小时测试装置为例，每小时仅需补充80ml水。由于工业上的补水泵的流量较大，不适宜设置在这种检测装置中用来补水，而实验室用的精度较高的补水泵的费用又较贵。因此，需要提供成本低且能用在这种检测装置上的补水机构。该补水机构包括：氢气清洗器7下端靠近底部位置和氧气清洗器3下端靠近底部位置之间设置有连通管91，连通管91上设置有连通阀92；还设置有补水管93，补水管93上设置有补水阀94，补水管93可设置在氧气清洗器3和氧分离器2之间、或者设置在氢气清洗器7和氢分离器8之间，在本实施例中，补水管93的进口端连接在氧气清洗器3的底端，补水管93的出口端连接在氧分离器2的顶端。通常氧透明段21、氢透明段81上标有工作液位标记、补水液位标记，工作液位标记在补水液位标记的上方，且工作液位标记和补水液位标记的液位差小于5cm，通常工作液位标记位于透明段的中部。氧分离器2和氢分离器8中的液位降至补水液位标记时，打开连通阀92和补水阀94，氧气清洗器3和氢气清洗器7中的水通过补水管93流入氧分离器2中，然后通过循环泵12流入测试电解槽1中，直至氧分离器2和氢分离器8中的液位均达到工作液位标记后再关闭连通阀92和补水阀94。实际操作时，还可以通过设定补水时间来控制补水量。以上述氢气产量为0.1m3/小时的测试装置为例，氢气清洗器7和氧气清洗器3中的清洗用水下降1 cm后补充到电解液中的水即够检测装置工作4小时，而检测装置进行一次平行测试只需40分钟左右，因此这种补水机构能够在检测装置进行检测工作时方便高效及时地为测试电解槽1中的电解液补水，而不需要用补水泵进行补水。
设置连通管91和连通阀92的目的是：在补水时打开连通阀92能保持整个系统中氢碱处理单元和氧碱处理单元中的液位平衡，补水结束应立即后关闭连通阀92。
用检测装置采用平行试验的方法对待检测的电极阳极或电极阴极或隔模的性能进行检测时，电极阳极、电极阴极、隔模三个变量中只允许有一个变量发生变化。例如，用检测装置检测电极阳极的性能时，进行一次平行测试的过程如下：一、关闭氢气截止阀51、氧气截止阀41，补水阀94、连通阀94，在安装有用以比对的电极阳极、电极阴极、隔膜的测试电解槽1、氧分离器2、以及氢分离器8中人工装入电解液，并使得氧分离器2和氢分离器8中装入的电解液的液位和透明段中部的工作液位标记平齐，打开连通阀92，在氢气清洗器7和氧气清洗器3中人工加入水后再将连通阀92关闭，然后打开循环泵12和加热器11，待测试电解槽1电解液的温度达到80-85℃后，打开电源13且电源13以恒电压的模式工作，输入电压为6V，由于水电解制氢过程中产生的氢气的产量是氧气的产量的两倍，采用氧气侧憋压的方式来使得氧分离器2和氢分离器8中的液位平衡，具体为：将氢气截止阀51全开，氧气截止阀41保持关闭，直至氧分离器2中的液位低于氢分离器8中的液位，然后缓缓打开氧气截止阀41，并根据氧分离器2和氢分离器8中的液位差进行调节氧气截止阀41，使得氧分离器2中的液位和氢分离器8中的液位平衡，然后检测装置在此状态下稳定运行10分钟，由于电源13上自带电流、电压显示，可记录此时电源13上显示的电流的大小A；二、拆下用以比对的电极阳极，将待检测的电极阳极安装在测试电解槽1中，其他因素即：电极阴极、隔膜、电解液浓度成分、电解槽工作温度、循环泵循环速度等均不变，重复上述的过程，记录到的电源13上显示的电流的大小为B，比较电流A和电流B的大小，数值高的检测装置的产氢性能高，即：如果电流A的数值小于电流B ,则待检测的电极阳极的性能比用以比对的电极阳极的性能好，如果电流A的数值大于电流B , 用以比对的电极阳极的性能比待检测的电极阳极的性能好。同样的，用检测装置采用平行试验的方法可以对研发出的新的电极阴极或隔膜的性能进行验证。
在氧分离器2上设置氧透明段21、在氢分离器8上设置氢透明段81，且氧透明段21、氢透明段81位于同一高度，从而能通过肉眼观察氧分离器2和氢分离器8中的液位变化，由于实验室中检测时需要频繁调节截止阀的开度，将氢气调节阀51和氧气调节阀41均设为手动截止阀从而便于氧分离器2和氢分离器8液位变化时直接简便快捷手动控制氧气调节阀41的开度大小，从而控制氧分离器2和氢分离器8中的压力，使得氧分离器2和氢分离器8中液位保持平衡，最终使得检测装置稳定工作。为了防止操作人员不在现场而导致氧分离器2和氢分离器8中的液位相差过大而发生危险，氧分离器2上设置有氧侧液位计23，氢分离器8上设置有氢侧液位计83，氧侧液位计23、氢侧液位计83、电源13均与控制器电信号连接。当氧侧液位计23、氢侧液位计83显示氧分离器2和氢分离器8中的液位差达到5cm时，控制器提醒操作人员必须调整液位；当氧侧液位计23、氢侧液位计83显示氧分离器2和氢分离器8中的液位差达到10cm时，控制器直接控制电源13关机；当氧侧液位计23或氢侧液位计83显示氧分离器2或氢分离器8中的液位达到最低液位标记时，控制器直接控制电源13关机，这里的最低液位为电解液在测试装置中正常循环所必需的液位，最低液位标记位于补水液位标记的下方。
设置氧透明段21、氢透明段81的另一目的在于：当确定研发的电极或隔膜的性能较好，还需要用检测装置在实验室中对安装有该电极或隔膜的水电解制氢装置工作的参数如：碱液循环速度、制氢电解槽工作温度进行优化选择，优化后的参数可以用在工业大生产中，从而不需用工业上的制氢装置来优化选择碱液循环速度、制氢电解槽1工作温度参数。由于未开始制氢前，氧分离器2和氢分离器8中的碱液是透明状态，而开始制氢后，由于有氧气和氢气产生，氧分离器2和氢分离器8中的碱液转为乳白色，检测装置稳定运行10分钟后，关闭电源13，然后通过氧透明段21、氢透明段81观察此时碱液中气液分离的状况，当乳白色碱液的碱液中的气体完全排出后，碱液颜色恢复到初始的透明状态，这个过程需要几分钟时间。通过平行实验比较不同工艺参数下的碱液的气液分离的时间，通常碱液的气液分离的时间越短越好，这个指标可以对水电解制氢装置工作时碱液循环速度、制氢电解槽1工作温度的参数进行优化选择。
本发明的优点是：一、在氧分离器2上设置氧透明段21、在氢分离器8上设置氢透明段81，且氧透明段21、氢透明段81位于同一高度，从而能通过肉眼观察氧分离器2和氢分离器8中的液位变化，将氢气调节阀51和氧气调节阀41均设为手动截止阀从而便于当氧分离器2和氢分离器8液位变化时直接简便快捷手动控制氧气调节阀41的开度大小，从而控制氧分离器2和氢分离器8中的压力，使得氧分离器2和氢分离器8中液位保持平衡，这种便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置结构简单，测试电解槽不需连接高压电源、工作时能耗低，检测装置能在常压下工作，氢气的产量小，不易有安全隐患，还能够通过氧透明段21、氢透明段81观察碱液中气液分离的时间，进而优化选择相关水电解制氢装置的工艺参数。二、氧分离器2上设置有氧侧液位计23，氢分离器8上设置有氢侧液位计83，氧侧液位计23、氢侧液位计83、电源13均与控制器电信号连接，从而防止氧分离器2和氢分离器8中的液位相差过大或氧分离器2和氢分离器8中的液位太低而造成危险。三、本发明进一步的优点是：由连通管91、连通阀92、补水管93、补水阀94组成的补水机构结构简单，用在这种小产量的检测装置中，不需设置补水泵也能够方便高效及时地为测试电解槽1中的电解液补水。
Claims (5)
1.便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，包括：两端连接电源的测试电解槽，测试电解槽中能安装隔膜，测试电解槽的阳极区域中能安装电极阳极、阴极区域中能安装电极阴极；氧碱处理单元，包括：氧分离器和氧气清洗器，氧分离器通过管道与测试电解槽的阳极区域连通，氧气清洗器通过管道与氧分离器连通，氧气清洗器上设置有氧气排放管道，氧气排放管道上设置有氧气调节阀；氢碱处理单元，包括：氢分离器和氢气清洗器，氢分离器通过管道与测试电解槽的阴极区域连通，氢气清洗器通过管道与氢分离器连通，氢气清洗器上设置有氢气排放管道，氢气排放管道上设置有氢气调节阀；氧分离器上设置有氧侧碱液回流管道，氢分离器上设置有氢侧碱液回流管道，氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均和循环泵连通，循环泵通过管道与测试电解槽的阴极区域连通；还设置有补水机构；其特征在于：氧分离器和氢分离器上分别设置有能够观察对应容器内液位的透明段，氧分离器上设置的透明段和和氢分离器上设置的透明段位于同一高度；氢气调节阀和氧气调节阀均为手动截止阀；氧分离器上设置有氧侧液位计，氢分离器上设置有氢侧液位计，氧侧液位计、氢侧液位计、电源均与控制器电信号连接；
所述的补水机构包括：氢气清洗器下端和氧气清洗器下端之间设置的连通管，连通管上设置有连通阀，还设置有补水管，补水管上设置有补水阀，补水管设置在氧气清洗器和氧分离器之间、或者设置在氢气清洗器和氢分离器之间。
2.根据权利要求1所述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其特征在于：透明段的高度不小于15cm，透明段与所在容器的底端和顶端的距离均不小于5cm。
3.根据权利要求1所述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其特征在于：氧侧液位计和氢侧液位计均为磁翻板液位计或均为液位开关。
4.根据权利要求1或2或3所述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其特征在于：氢气清洗器内腔上端和氧气清洗器的内腔上端分别设置有捕滴网。
5.根据权利要求1或2或3所述的便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置，其特征在于：氧侧碱液回流管道和氢侧碱液回流管道均与加热器连通；工作时，碱液经加热器加热后再流入循环泵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111190752.5A CN113832498B (zh) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111190752.5A CN113832498B (zh) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113832498A CN113832498A (zh) | 2021-12-24 |
| CN113832498B true CN113832498B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=78968583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111190752.5A Active CN113832498B (zh) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113832498B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525520B (zh) * | 2022-03-07 | 2024-01-30 | 阳光氢能科技有限公司 | 一种制氢系统热待机控制方法及制氢系统 |
| CN116426974A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-07-14 | 浙江蓝能氢能科技股份有限公司 | 电解制氢装置的气体渗透系统和测试方法 |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2747228Y (zh) * | 2004-11-11 | 2005-12-21 | 高洪山 | 水电解制氢设备 |
| CN103628084A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-03-12 | 孙金良 | 多功能氢气水制氧饮用机 |
| CN103789783A (zh) * | 2013-07-30 | 2014-05-14 | 陈世浩 | 一种风电-太阳能制氢装置 |
| CN105862066A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-17 | 淳华氢能科技股份有限公司 | 一种高压质子膜水电解装置及方法 |
| CN106119885A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-16 | 扬州中电制氢设备有限公司 | 一种碱溶液电解制氢装置及制氢方法 |
| CN107012474A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种规模化太阳能光催化-光电催化分解水制氢的方法 |
| CN107319877A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-11-07 | 宁波金天水机电有限公司 | 具有气水分离结构的水素水杯底座 |
| CN108425127A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-21 | 广西奔科衷新能源有限公司 | 一种快速制备氢氧混合气的装置 |
| CN109536984A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-29 | 国电新能源技术研究院有限公司 | 一种有机物电解制氢系统 |
| CN111270256A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-12 | 深圳市绿航星际太空科技研究院 | 移动式水电解制氢加氢装置 |
| CN212025475U (zh) * | 2020-03-12 | 2020-11-27 | 深圳市绿航星际太空科技研究院 | 移动式水电解制氢加氢装置 |
| CN112553640A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-26 | 梁尚安 | 太阳能电解水动态制氢·氧设备 |
| CN112899712A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 苏州竞立制氢设备有限公司 | 电解水制氢装置及制氢方法 |
| CN213491272U (zh) * | 2020-08-31 | 2021-06-22 | 北京泊菲莱科技有限公司 | 一种便携式吸氢机 |
| CN113215592A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-08-06 | 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 | 一种大型碱性电解水制氢装置的综合热管理系统 |
| CN214032715U (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 北京水木汇德科技发展中心(有限合伙) | 通过电解水生产氢的设备 |
| CN214361730U (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 北京水木汇德科技发展中心(有限合伙) | 具有隔膜的水电解制氢装置 |
| CN114717607A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-08 | 上海卓微氢科技有限公司 | 高氢气纯度、高安全的电解水碱液循环系统及控制方法 |
-
2021
- 2021-10-13 CN CN202111190752.5A patent/CN113832498B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2747228Y (zh) * | 2004-11-11 | 2005-12-21 | 高洪山 | 水电解制氢设备 |
| CN103789783A (zh) * | 2013-07-30 | 2014-05-14 | 陈世浩 | 一种风电-太阳能制氢装置 |
| CN103628084A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-03-12 | 孙金良 | 多功能氢气水制氧饮用机 |
| CN107012474A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种规模化太阳能光催化-光电催化分解水制氢的方法 |
| CN105862066A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-17 | 淳华氢能科技股份有限公司 | 一种高压质子膜水电解装置及方法 |
| CN106119885A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-16 | 扬州中电制氢设备有限公司 | 一种碱溶液电解制氢装置及制氢方法 |
| CN107319877A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-11-07 | 宁波金天水机电有限公司 | 具有气水分离结构的水素水杯底座 |
| CN108425127A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-21 | 广西奔科衷新能源有限公司 | 一种快速制备氢氧混合气的装置 |
| CN109536984A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-29 | 国电新能源技术研究院有限公司 | 一种有机物电解制氢系统 |
| CN112553640A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-26 | 梁尚安 | 太阳能电解水动态制氢·氧设备 |
| CN111270256A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-12 | 深圳市绿航星际太空科技研究院 | 移动式水电解制氢加氢装置 |
| CN212025475U (zh) * | 2020-03-12 | 2020-11-27 | 深圳市绿航星际太空科技研究院 | 移动式水电解制氢加氢装置 |
| CN213491272U (zh) * | 2020-08-31 | 2021-06-22 | 北京泊菲莱科技有限公司 | 一种便携式吸氢机 |
| CN112899712A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 苏州竞立制氢设备有限公司 | 电解水制氢装置及制氢方法 |
| CN113215592A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-08-06 | 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 | 一种大型碱性电解水制氢装置的综合热管理系统 |
| CN214032715U (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 北京水木汇德科技发展中心(有限合伙) | 通过电解水生产氢的设备 |
| CN214361730U (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 北京水木汇德科技发展中心(有限合伙) | 具有隔膜的水电解制氢装置 |
| CN114717607A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-08 | 上海卓微氢科技有限公司 | 高氢气纯度、高安全的电解水碱液循环系统及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113832498A (zh) | 2021-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113832498B (zh) | 便于检测水电解制氢装置中电极或隔膜性能的检测装置 | |
| CN114134527B (zh) | 一种多台电解槽的电解水制氢装置及方法 | |
| US10626513B1 (en) | Water electrolysis hydrogen production plant with a pumpless water supply system and process flow method | |
| CN114134514A (zh) | 电解水制氢系统 | |
| EP0203900A2 (en) | Chlorinating apparatus | |
| KR100974860B1 (ko) | 절연유의 특성 자동검사장치 및 그의 제어방법 | |
| EP2569254B1 (en) | Device for producing an electrochemically activated solution by means of an electrolysis process | |
| CN210376077U (zh) | 一种盐雾试验ph值全自动调整装置 | |
| CN110205646B (zh) | 一种电解槽小型中试实验装置 | |
| CN210458379U (zh) | 一种电解槽小型中试实验装置 | |
| CN115007225A (zh) | 一种氢电导表树脂再生系统及再生方法 | |
| CN201288219Y (zh) | 一种电控氢氧发生器 | |
| CN114657602A (zh) | 一种用于水电解制氢系统的补水装置及补水方法 | |
| CN221596500U (zh) | 一种钒液流电池系统的氮封排氢系统 | |
| CN113426743B (zh) | 一种海上油田液位计清洁系统及方法 | |
| CN213390323U (zh) | 除盐水供应设备和除盐水供应系统 | |
| JP2020045551A (ja) | 電解水生成装置 | |
| CN221056157U (zh) | 一种碱性水电解制氢系统的取样检测装置及取样检测单元 | |
| CN216816406U (zh) | 一种恒温恒湿机 | |
| JP2020076117A (ja) | 電解水生成装置 | |
| RU217226U1 (ru) | Устройство водородной пайки | |
| CN220433005U (zh) | 一种用于碱性水电解制氢的智能补碱装置 | |
| JP2019093343A (ja) | 電解水生成装置 | |
| CN217635052U (zh) | 一种储气罐 | |
| CN208800080U (zh) | 一种带有加砂器的水合物生成实验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |