CN114906816A - 一种水电解制氢回收高纯液氧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水电解制氢回收高纯液氧装置，属于水电解制氢领域，一种水电解制氢回收高纯液氧装置，包括箱体，所述箱体内从左到右依次设置有储液箱、过滤箱和筛分箱，所述过滤箱与筛分箱相连通，所述储液箱底部外壁固定连接有输送管，所述输送管与过滤箱相连通，所述储液箱顶部固定连接有连接板，所述连接板内部固定连接有冷却袋，所述冷却袋底部贯穿储液箱延伸至储液箱内部；本发明储液箱内液氮的温度传递到输送管内对氧气进行降温，对氧气进行过滤除水，再通过过滤箱和筛分箱对氧气进行进一步的过滤提纯，然后通过储液箱内部液氮的温度对氧气进行冷却液化，产出高纯液氧，提高对氧气的利用效率。

Description

一种水电解制氢回收高纯液氧装置
技术领域
本发明涉及水电解制氢技术领域，具体涉及一种水电解制氢回收高纯液氧装置。
背景技术
浮法玻璃生产中，一般同时配置制氢装置及空分装置，目前制氢装置多选用水电解制氢，而水电解制氢同时产出氢气、氧气，其中氢气作为目标产品提纯、使用，氧气则作为废气直接排放；氧气作为废气直接排放造成了大量的浪费；水电解制氢产生的氧气为氢气的1/2，纯度一般能达到99.02％，经过纯化，其纯度轻易大于99.99％，如能回收，经济效益可观，且符合节能降耗的主流观念。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种水电解制氢回收高纯液氧装置，通过储液箱内液氮的温度传递到输送管内对氧气进行降温，对氧气进行过滤除水，再通过过滤箱和筛分箱对氧气进行进一步的过滤提纯，然后通过储液箱内部液氮的温度对氧气进行冷却液化，产出高纯液氧，提高对氧气的利用效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水电解制氢回收高纯液氧装置，包括箱体，所述箱体内从左到右依次设置有储液箱、过滤箱和筛分箱，所述过滤箱与筛分箱相连通，所述储液箱底部外壁固定连接有输送管，所述过滤箱与筛分箱相连通，所述输送管底部固定连接有与之相连通的收集箱；所述储液箱顶部固定连接有连接板，所述连接板内部固定连接有冷却袋，所述冷却袋底部贯穿储液箱延伸至储液箱内部；所述筛分箱侧壁固定连接有第一气泵，所述第一气泵进气端与筛分箱相连通，所述第一气泵出气端固定连接有第一出气管，所述第一出气管远离第一气泵的一端与冷却袋相连通；所述过滤箱内部设置有过滤板和清理组件；所述筛分箱内部设置有分子筛板和清洗组件。
作为本发明进一步的方案：所述储液箱一侧外壁上固定连接有第一水泵，所述第一水泵进水端固定连接有第一进水管，所述第一进水管贯穿储液箱并与冷却袋相连通，所述第一水泵出水端固定连接有第一出水管，所述第一出水管远离第一水泵的一端连接有储液罐。
作为本发明进一步的方案：所述储液箱底部固定连接有多组冷却杆，所述冷却杆贯穿输送管顶部延伸至输送管内部。
作为本发明进一步的方案：所述过滤箱顶部开设有滑槽，所述过滤板滑动连接在滑槽内部，所述过滤箱底部内壁固定连接有凹型架，所述凹型架内部两侧固定连接有密封垫，所述过滤板插接在密封垫内，所述凹型架顶部固定连接有两组密封板，两组所述密封板分别位于滑槽两侧且与过滤板两侧相贴。
作为本发明进一步的方案：所述清理组件包括电机，所述电机固定连接在过滤箱顶部，所述电机输出端贯穿过滤箱固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆位于过滤板一侧，所述第一丝杆上螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块上设置有推动组件，所述推动组件上固定连接有第一喷头，所述第一喷头与凹型架相抵，所述箱体底部内壁上固定连接有加热盒和第二气泵，所述加热盒与收集箱底部相贴，所述加热盒内固定连接有电热丝，所述第二气泵进气端与加热盒相连通，所述第二气泵出气端固定连接有第二出气管，所述第二出气管远离第二气泵的一端贯穿过滤箱与第一喷头相连通，所述加热盒一侧固定连接有第二进气管。
作为本发明进一步的方案：所述推动组件包括滑杆，所述滑杆滑动连接在第一滑块侧壁上，所述第一喷头固定连接在滑杆的一端上，所述滑杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与第一滑块和第一喷头相抵。
作为本发明进一步的方案：所述过滤箱内壁转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹连接有第二滑块，所述第二滑块上也设置有推动组件，所述推动组件上固定连接有第二喷头，所述第二喷头底部固定连接有排气管，所述排气管远离第二喷头的一端贯穿过滤箱延伸至过滤箱外侧，所述第二丝杆通过传动带与第一丝杆转动相连。
作为本发明进一步的方案：所述清洗组件包括支撑架，所述支撑架固定连接在筛分箱顶部，所述支撑架顶部固定连接有气缸，所述气缸输出端贯穿支撑架固定连接与移动板，所述移动板底部固定连接有两组移动杆，两组所述移动杆分别位于分子筛板两侧，两组所述移动杆底部分别固定连接有出水罩和进水罩，所述出水罩和进水罩分别与分子筛板两侧相贴，所述筛分箱底部固定连接有第二水泵，所述第二水泵出水端固定连接有第二出水管，所述第二出水管远离第二水泵的一端与出水罩相连通，所述第二水泵进水端固定连接有第二进水管，所述第二进水管远离第二水泵的一端与收集箱相连通，所述进水罩底部固定连接有排水管，所述排水管远离进水罩的一端贯穿筛分箱延伸至筛分箱外侧。
本发明的有益效果：
1、本发明中，通过储液箱内液氮的温度传递到输送管内对氧气进行降温，对氧气进行过滤除水，再通过过滤箱和筛分箱对氧气进行进一步的过滤提纯，然后通过储液箱内部液氮的温度对氧气进行冷却液化，产出高纯液氧，提高对氧气的利用效率。
2、本发明中，通过第二气泵从加热盒内抽出被电热丝加热后的空气进入到第一喷头内，喷出到过滤板上，将过滤板上吸附的水分和杂质去除，提高清理的方便性和过滤的效果。
3、本发明中，通过第二水泵从收集箱内抽出被电热丝加热后的水，通过第二出水管送入到出水罩内，出水罩与分子筛板相贴，通过热水将分子筛板上吸附的氨氮气体和金属离子冲出，对分子筛板进行清理，提高分子筛板过滤的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体剖视结构示意图；
图2是本发明中清理组件内部结构示意图；
图3是本发明图2中A部分的结构示意图；
图4是本发明中清洗组件内部结构示意图。
图中：1、箱体；101、箱盖；2、储液箱；201、连接板；202、冷却袋；203、第一水泵；204、第一进水管；205、第一出水管；206、冷却杆；207、进液管；3、过滤箱；30、滑槽；301、过滤板；3011、凹型架；3012、密封垫；3013、密封板；4、筛分箱；401、分子筛板；402、第一气泵；4021、第一出气管；5、输送管；501、收集箱；6、储液罐；7、清理组件；701、电机；702、第一丝杆；703、第一滑块；7031、滑杆；7032、弹簧；704、第一喷头；705、加热盒；7051、电热丝；7052、第二气泵；7053、第二出气管；7054、第二进气管；706、第二丝杆；7061、第二滑块；7062、第二喷头；7063、传动带；7064、排气管；8、清洗组件；801、支撑架；8011、气缸；8012、移动板；8013、移动杆；802、出水罩；8021、第二出水管；803、进水罩；8031、排水管；804、第二水泵；8041、第二进水管。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，一种水电解制氢回收高纯液氧装置，包括箱体1，箱体1顶部设置有箱盖101，箱体1内从左到右依次设置有储液箱2、过滤箱3和筛分箱4，储液箱2底部外壁上固定连接有输送管5，对电解制造的氧气进行输送，通过储液箱2内液氮散发的温度传导到输送管5上，使输送管5的温度降低，对输送管5中流过的氧气进行降温，使氧气中的水分液化，储液箱2上设置有进液管207与空分设备连接，储液箱2对空分设备制造的液氮进行储存，输送管5与过滤箱3相连通，过滤箱3对氧气中残留的杂质和水分进行吸附，过滤箱3与筛分箱4通过连接法兰相连通，筛分箱4对氧气中的氨氮气体和金属离子进行吸附过滤，输送管5底部固定连接有与之相连通的收集箱501，对液化的水分进行收集；储液箱2顶部固定连接有连接板201，连接板201内部固定连接有冷却袋202，冷却袋202底部贯穿储液箱2延伸至储液箱2内部；筛分箱4侧壁固定连接有第一气泵402，第一气泵402进气端与筛分箱4相连通，将过滤后的氧气抽出，第一气泵402出气端固定连接有第一出气管4021，第一出气管4021远离第一气泵402的一端与冷却袋202相连通，将抽出的氧气送入到冷却袋202内，通过储液箱2内液氮的温度对氧气进行降温进行液化；过滤箱3内部设置有过滤板301和清理组件7，清理组件7包括电机701，电机701固定连接在过滤箱3顶部，电机701输出端贯穿过滤箱3固定连接有第一丝杆702，第一丝杆702位于过滤板301一侧，第一丝杆702上螺纹连接有第一滑块703，第一滑块703上设置有推动组件，推动组件上固定连接有第一喷头704，第一喷头704与凹型架3011相抵，箱体1底部内壁上固定连接有加热盒705和第二气泵7052，加热盒705与收集箱501底部相贴，加热盒705内固定连接有电热丝7051，第二气泵7052进气端与加热盒705相连通，第二气泵7052出气端固定连接有第二出气管7053，第二出气管7053远离第二气泵7052的一端贯穿过滤箱3与第一喷头704相连通，加热盒705一侧固定连接有第二进气管7054，第一喷头704通过第二气泵7052从加热盒705内抽出被电热丝7051加热后的空气喷出到过滤板301上，将过滤板301上吸附的水分和杂质去除，提高清理的方便性和过滤的效果；过滤板301为活性炭过滤板301，筛分箱4内部设置有分子筛板401和清洗组件8，清洗组件8包括支撑架801，支撑架801固定连接在筛分箱4顶部，支撑架801顶部固定连接有气缸8011，气缸8011输出端贯穿支撑架801固定连接与移动板8012，移动板8012底部固定连接有两组移动杆8013，两组移动杆8013分别位于分子筛板401两侧，两组移动杆8013底部分别固定连接有出水罩802和进水罩803，出水罩802和进水罩803分别与分子筛板401两侧相贴，筛分箱4底部固定连接有第二水泵804，第二水泵804出水端固定连接有第二出水管8021，第二出水管8021远离第二水泵804的一端与出水罩802相连通，第二水泵804进水端固定连接有第二进水管8041，第二进水管8041远离第二水泵804的一端与收集箱501相连通，进水罩803底部固定连接有排水管8031，所述排水管8031远离进水罩803的一端贯穿筛分箱4延伸至筛分箱4外侧，气缸8011通过移动板8012和移动杆8013带动出水罩802和进水罩803向上移动到分子筛板401处，出水罩802和进水罩803对分子筛板401两侧进行罩住，然后启动第二水泵804，第二水泵804通过第二进水管8041从收集箱501内抽出被电热丝7051加热后的水，通过第二出水管8021送入到出水罩802内，出水罩802与分子筛板401相贴，通过热水将分子筛板401上吸附的氨氮气体和金属离子冲出，对分子筛板401进行清理，提高分子筛板401过滤的效果，同时从分子筛板401上冲出的氨氮气体和金属离子被进水罩803接取，然后通过排水管8031排出到筛分箱4外，减少清理出的氨氮气体和金属离子在筛分箱4内残留。
液氮的温度为-196℃，液氧的温度为-183℃，氧气进入到位于液氮的冷却袋202内后，通过液氮的温度将氧气液化，冷却袋202为医用氧气袋，储液箱2为内外双层结构，中间设置真空腔，真空腔内设置有绝热材料进行隔温，内层为耐腐蚀铝合金。
如图1所示，储液箱2一侧外壁上固定连接有第一水泵203，第一水泵203进水端固定连接有第一进水管204，第一进水管204贯穿储液箱2并与冷却袋202相连通，第一水泵203出水端固定连接有第一出水管205，第一出水管205远离第一水泵203的一端连接有储液罐6，第一水泵203通过第一进水管204从冷却袋202内抽出被液氮冷却液化的液氧，通过第一出水管205送入储液罐6内进行储存存放。
如图1所示，储液箱2底部固定连接有多组冷却杆206，冷却杆206贯穿输送管5顶部延伸至输送管5内部，通过多组冷却杆206将储液箱2的温度传导到输送管5内对氧气进行降温，提高对氧气中水分液化分离的效果，冷却杆206穿过储液箱2外层与真空腔内的绝热材料相贴，对真空腔内绝热材料上的温度进行传导。
如图1、图2和图3所示，过滤箱3顶部开设有滑槽30，过滤板301滑动连接在滑槽30内部进行安装拆卸，方便对过滤板301进行更换，过滤箱3底部内壁固定连接有凹型架3011，凹型架3011内部滑槽30两侧固定连接有密封垫3012，过滤板301插接在密封垫3012内，对过滤板301底部进行密封，凹型架3011顶部固定连接有两组密封板3013，两组密封板3013分别位于滑槽30两侧且与过滤板301两侧相贴，对过滤板301两侧进行密封。
如图1、图2和图3所示，推动组件包括滑杆7031，滑杆7031滑动连接在第一滑块703侧壁上，第一喷头704固定连接在滑杆7031的一端上，滑杆7031上套设有弹簧7032，弹簧7032的两端分别与第一滑块703和第一喷头704相抵，第一喷头704移动从凹型架3011上脱离后，通过弹簧7032的张力与第一喷头704相抵，推动第一喷头704移动与过滤板301相贴，提高第一喷头704对过滤板301上杂质和水分去除的效果。
如图1和图2所示，过滤箱3内壁转动连接有第二丝杆706，第二丝杆706上螺纹连接有第二滑块7061，第二滑块7061上也设置有推动组件，推动组件上固定连接有第二喷头7062，第二喷头7062底部固定连接有排气管7064，排气管7064远离第二喷头7062的一端贯穿过滤箱3延伸至过滤箱3外侧，第二丝杆706通过传动带7063与第一丝杆702转动相连，第二丝杆706带动第二滑块7061上的第二喷头7062同步跟随第一喷头704移动，对第一喷头704从过滤板301上去除的水分和杂质进行接取，减少杂质水分在过滤箱3内残留，防止杂质水分二次附着到过滤板301上。
第二出气管7053、排水管8031和第二进水管8041均为软管。
本发明的工作原理：使用者使用时，通过输送管5与电解水分离出的氧气管相连接，使氧气进入到输送管5内，同时储液箱2上的进液管207与空分设备相连接，使空分设备分离制造的液氮进入到储液箱2内进行储存，液氮的温度通过储液箱2传递到输送管5内，使输送管5内的温度降低，氧气在进入输送管5内时，通过储液箱2传递的温度，使氧气中的水分液化，液化的水分向下落入到收集箱501内进行收集，然后氧气进入到过滤箱3内，通过过滤箱3内的过滤板301对氧气进行进一步的过滤，过滤板301将氧气中的杂质和剩余的水分吸附到过滤板301上，去除水分和杂质的氧气进入到筛分箱4内，通过筛分箱4内的分子筛板401对氧气进行过滤，将氧气中残留的氨氮气体和金属离子吸附到分子筛板401上，对氧气进行进一步的过滤提纯，过滤后的氧气，通过第一气泵402从筛分箱4内抽出，通过第一出气管4021送入到冷却袋202内，通过液氮的温度对冷却袋202内的氧气进行降温，使氧气液化，然后通过第一水泵203和第一进水管204从冷却袋202内抽出被液氮冷却液化的液氧，再通过第一出水管205送入储液罐6内进行储存存放，完成对氧气的提纯液化。
本发明中，通过储液箱2内液氮的温度传递到输送管5内对氧气进行降温过滤除水，再通过过滤箱3和筛分箱4对氧气进行进一步的过滤提纯，然后通过储液箱2内部液氮的温度对氧气进行冷却液化，产出高纯液氧，提高对氧气的利用效率，减少氧气的浪费，以氢气使用量120Nm3/h为例，按照本发明方法可制取约4.1吨高纯液氧。
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 (9)

1.一种水电解制氢回收高纯液氧装置，包括箱体(1)，所述箱体(1)内从左到右依次设置有储液箱(2)、过滤箱(3)和筛分箱(4)，所述过滤箱(3)与筛分箱(4)相连通，其特征在于，所述储液箱(2)底部外壁固定连接有输送管(5)，所述输送管(5)与过滤箱(3)相连通，所述输送管(5)底部固定连接有与之相连通的收集箱(501)；
所述储液箱(2)顶部固定连接有连接板(201)，所述连接板(201)内部固定连接有冷却袋(202)，所述冷却袋(202)底部贯穿储液箱(2)延伸至储液箱(2)内部；
所述筛分箱(4)侧壁固定连接有第一气泵(402)，所述第一气泵(402)进气端与筛分箱(4)相连通，所述第一气泵(402)出气端固定连接有第一出气管(4021)，所述第一出气管(4021)远离第一气泵(402)的一端与冷却袋(202)相连通；
所述过滤箱(3)内部设置有过滤板(301)和清理组件(7)；
所述筛分箱(4)内部设置有分子筛板(401)和清洗组件(8)。
2.根据权利要求1所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述储液箱(2)一侧外壁上固定连接有第一水泵(203)，所述第一水泵(203)进水端固定连接有第一进水管(204)，所述第一进水管(204)贯穿储液箱(2)并与冷却袋(202)相连通，所述第一水泵(203)出水端固定连接有第一出水管(205)，所述第一出水管(205)远离第一水泵(203)的一端连接有储液罐(6)。
3.根据权利要求1所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述储液箱(2)底部固定连接有多组冷却杆(206)，所述冷却杆(206)贯穿输送管(5)顶部并延伸至输送管(5)内部。
4.根据权利要求1所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述过滤箱(3)顶部开设有滑槽(30)，所述过滤板(301)滑动连接在滑槽(30)内部，所述过滤箱(3)底部内壁固定连接有凹型架(3011)，所述凹型架(3011)内部两侧固定连接有密封垫(3012)，所述过滤板(301)插接在密封垫(3012)内，所述凹型架(3011)顶部固定连接有两组密封板(3013)，两组所述密封板(3013)分别位于滑槽(30)两侧且与过滤板(301)两侧相贴。
5.根据权利要求4所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述清理组件(7)包括电机(701)，所述电机(701)固定连接在过滤箱(3)顶部，所述电机(701)输出端贯穿过滤箱(3)并固定连接有第一丝杆(702)，所述第一丝杆(702)位于过滤板(301)一侧，所述第一丝杆(702)上螺纹连接有第一滑块(703)，所述第一滑块(703)上设置有推动组件，所述推动组件上固定连接有第一喷头(704)，所述第一喷头(704)与凹型架(3011)相抵。
6.根据权利要求5所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述箱体(1)底部内壁上固定连接有加热盒(705)和第二气泵(7052)，所述加热盒(705)与收集箱(501)底部相贴，所述加热盒(705)内固定连接有电热丝(7051)，所述第二气泵(7052)进气端与加热盒(705)相连通，所述第二气泵(7052)出气端固定连接有第二出气管(7053)，所述第二出气管(7053)远离第二气泵(7052)的一端贯穿过滤箱(3)并与第一喷头(704)相连通，所述加热盒(705)一侧固定连接有第二进气管(7054)。
7.根据权利要求6所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述推动组件包括滑杆(7031)，所述滑杆(7031)滑动连接在第一滑块(703)侧壁上，所述第一喷头(704)固定连接在滑杆(7031)的一端上，所述滑杆(7031)上套设有弹簧(7032)，所述弹簧(7032)的两端分别与第一滑块(703)和第一喷头(704)相抵。
8.根据权利要求7所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述过滤箱(3)内壁转动连接有第二丝杆(706)，所述第二丝杆(706)上螺纹连接有第二滑块(7061)，所述第二滑块(7061)上也设置有推动组件，所述推动组件上固定连接有第二喷头(7062)，所述第二喷头(7062)底部固定连接有排气管(7064)，所述排气管(7064)远离第二喷头(7062)的一端贯穿过滤箱(3)并延伸至过滤箱(3)外侧，所述第二丝杆(706)通过传动带(7063)与第一丝杆(702)转动相连。
9.根据权利要求1所述的一种水电解制氢回收高纯液氧装置，其特征在于，所述清洗组件(8)包括支撑架(801)，所述支撑架(801)固定连接在筛分箱(4)顶部，所述支撑架(801)顶部固定连接有气缸(8011)，所述气缸(8011)输出端贯穿支撑架(801)固定连接与移动板(8012)，所述移动板(8012)底部固定连接有两组移动杆(8013)，两组所述移动杆(8013)分别位于分子筛板(401)两侧，两组所述移动杆(8013)底部分别固定连接有出水罩(802)和进水罩(803)，所述出水罩(802)和进水罩(803)分别与分子筛板(401)两侧相贴，所述筛分箱(4)底部固定连接有第二水泵(804)，所述第二水泵(804)出水端固定连接有第二出水管(8021)，所述第二出水管(8021)远离第二水泵(804)的一端与出水罩(802)相连通，所述第二水泵(804)进水端固定连接有第二进水管(8041)，所述第二进水管(8041)远离第二水泵(804)的一端与收集箱(501)相连通，所述进水罩(803)底部固定连接有排水管(8031)，所述排水管(8031)远离进水罩(803)的一端贯穿筛分箱(4)延伸至筛分箱(4)外侧。
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