CN115161659B - 一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 - Google Patents
一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115161659B CN115161659B CN202210309371.2A CN202210309371A CN115161659B CN 115161659 B CN115161659 B CN 115161659B CN 202210309371 A CN202210309371 A CN 202210309371A CN 115161659 B CN115161659 B CN 115161659B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- aeration
- liquid separator
- liquid
- electrolyte
- 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
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
- 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
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
- C25B15/083—Separating products
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明提供了一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法,其工作方法包括如下步骤:S1:从碱性电解槽排出的气液混合电解液携带大量微细气泡进入气液分离器,气液分离器中安置有多个曝气装置产生大尺寸气泡,在电解液流动过程中,微细气泡在大尺寸气泡的黏附和湍动作用下加快聚并和上升,实现气液分离;S2:经分离出的气体从顶部排出后进入气体处理装置进行干燥加压处理后,一部分进行收集存储,剩余部分气体通过气体管道循环至气液分离器内的曝气装置,形成循环注气;分离出的电解液重新循环回碱性电解槽内。本发明所述的碱水电解气液分离系统中处理后的电解液中含气率小于0.5%,且分离过程不引入杂质气体,实现高效、安全的气液分离。
Description
技术领域
本发明专利碱性电解水制氢技术领域,特别涉及一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法。
背景技术
氢能是具有能量密度高、清洁无污染的绿色能源,其在工业上应用广泛,包括石油精制、金属冶炼、汽车能源,未来氢能产量需求将快速增长。电解碱水制氢是当前唯一一种技术成熟、实现大规模、长周期的绿色制氢方法。
电解产物氢气和氧气是和电解质流出电解槽,气体与电解液的高效、快速分离对电解系统意义重大。虽然氢气和氧气在电解液中的溶解度非常小,都几乎一气泡的形式存在。然而,混合在电解液中的氢气和氧气泡尺寸非常小,直径大约只有30~120微米,加上质量分数为20~30%氢氧化钠或者氢氧化钾的电解质溶液粘度较大,上升速度非常慢,所以气液分离效率并不高。传统的气液分离器采用重力沉降分离,这种方法分离速度慢、分离效率低,造成气液分离器设备体积大、造价高,占地面积大。此外,还会造成微细气泡分离不干净,使回流到电解槽的电解液中含有气体,会造成电解质中含气量过高,电阻增大,电解效率降低,更重要的是,氢气分离器和氧气分离器分离的电解液在电解槽中混合,少量氢气、氧气混合,对电解槽造成安全隐患。因此,开发一种强化微细气泡分离的手段对电解制氢系统的高效安全运行十分重要。
CN 201010595953.9提出了一种水电解制氢气液分离和氧气纯化的一体设备,该设备通过将氢气气液分离单元、氧气气液分离器形成一个单体分离器,将后续的气体纯化设备与气液分离器一体化,分离得到产物氢气的同时对副产物氧气也进行了纯化利用,通过一体化结构简化了电解制氢设备和工业流程。但是,该方法并没有提高微细气泡气液分离效率,而且一体化设备产气量小,只是用于实验室小型制氢装置,对于大型制氢系统的气液分离效率的提高意义很小。
CN 202022635114.7提出了一种碱性水电解制氢气液分离集成系统和集成式制氢设备,该实用新型通过将气体冷却器、气体洗涤器和气液分离器依次由上至下安装至底座上,气体向上依次通过气液分离器、气体洗涤器和气体冷却器,依次完成分离、洗涤、冷却工序,碱性水电解制氢气液分离集成系统的上述结构设置合理利用空间布局,方便车间直接进行生产和安装,为生产制造和后期安装提供了便利,适用于小型工业电解制氢设备。该设备只是将多个气体处理单元集成,并没有采取措施解决气液分离效率不高的问题,并不能满足大型制氢设备的需求。因此为了提高电解槽内气液分离效率,非常有必要设计一种碱水电解气液分离系统。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法,通过曝气装置曝气产生的大尺寸气泡搅动电解液,吸附大量微细气泡并使其聚并加快上升,强化微细气泡的分离,同时曝气所利用的气体为气液分离器处理得到的,不引入杂质气体造成污染,形成高效、安全分离。
本发明是通过以下技术方案来实现:一种循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,包括如下步骤:
S1:从碱性电解槽排出的气液混合电解液携带着大量微细气泡进入气液分离器,所述气液分离器中安置有多个曝气装置产生大尺寸气泡,在电解液流动过程中,微细气泡在大尺寸气泡的黏附和湍动作用下加快聚并和上升,实现气液分离;
S2:经所述气液分离器分离出的气体经气体处理装置进行干燥加压处理,处理后的气体一部分排出至气体储存罐进行存储,剩余部分气体通过气体管道循环至所述气液分离器内的曝气装置,形成循环注气;分离出的电解液重新循环回所述碱性电解槽内。
本发明进一步设置为,所述气液分离器的工作压力为0.4~0.6Mpa,电解液在所述气液分离器内的流动速度为0.3~0.6m/s,所述气液分离器内电解液的体积为所述气液分离器容积的1/2~3/4;循环至所述气液分离器内的所述循环注气的气量为所述气体处理装置排出总气量的20~30%。
本发明进一步设置为,所述气液分离器为卧式罐体,所述气液分离器的进液口和出液口分别设置于所述卧式罐体的两端,所述气液分离器的排气口设置于所述卧式罐体的顶部;所述曝气装置沿电解液的流动方向依次设置于所述气液分离器的底部,所述曝气装置的曝气量沿电解液的流动方向逐渐减少,且沿电解液流动方向的最后一个所述曝气装置的曝气量不低于第一个所述曝气装置曝气量的25%。
本发明进一步设置为,所述曝气装置为曝气棒,所述曝气棒沿电解液的流动方向依次并列设置于所述气液分离器的底部,所述气液分离器的长度和直径比为2~6,所述曝气棒的长度为所述气液分离器直径的65~85%,所述曝气棒的长度和直径比为7~14,所述气液分离器的长度和相邻两根所述曝气棒的间距的比值为4~15。
优选的,所述气液分离器的长度为2~4m、直径为0.5~1.5m的气液分离器,相邻两个所述曝气棒的间距为0.3~0.5m,曝气棒的个数为4~10个。
优选的,所述气液分离器的长度为2~3m,电解液在所述气液分离器内的流动速度为0.3~0.4m/s。
优选的,所述气液分离器的长度为3~4m,电解液在所述气液分离器内的流动速度为0.4~0.6m/s。
优选的,所述曝气棒的间距为0.3~0.4m,曝气量下降比优选1:0.9:0.8……依次下降第一个曝气棒曝气量的10%。
优选的,所述曝气装置间距在0.4~0.5m,曝气量下降比优选1:0.95:0.90……依次下降第一个曝气棒曝气量的5%。
本发明进一步设置为,步骤S1中,所述曝气装置产生的大尺寸气泡的直径为2~5mm,所述大尺寸气泡在电解液中的上升速度为0.1~0.2m/s;所述大尺寸气泡造成周围电解液湍动,微细气泡在所述大尺寸气泡的黏附和聚并作用下,上升速度由0.001~0.03m/s增大至0.05~0.2m/s。
本发明进一步设置为,所述曝气装置产生的大尺寸气泡的出口速度为0.4m/s~1.0m/s。随着所述气液分离器长径比的增加,所述曝气棒气体出口速度增大。
优选的,所述气液分离器的长径比为2~3,所述大尺寸气泡上升速度为0.1~0.15m/s。
优选的,所述气液分离器的长径比为3~6,所述大尺寸气泡上升速度为0.15~0.2m/s。
本发明进一步设置为,进入所述气液分离器之前,所述碱性电解槽排出的电解液含气率为5~20%,从所述气液分离器排出的电解液含气率小于0.5%。
本发明还提供一种循环注气式碱水电解气液分离系统,包括碱性电解槽和两组气液分离装置,两组所述气液分离装置分别管道连接至所述碱性电解槽阴极侧的气液出口和阳极侧的气液出口,其中:
每组所述气液分离装置均包括气液分离器和气体处理装置,所述气液分离器的进液口和出液口分别管道连通至所述碱性电解槽的气液出口和进液口,所述气液分离器的排气口和所述气体处理装置相连通,所述气体处理装置通过排气管道连接至气体储存罐;
所述气液分离器的底部安装有若干组曝气装置,所述排气管道上设有排气支管,每组所述曝气装置的进气口均管道连通至所述排气支管,所述排气支管上设有气量调节阀门。所述气量调节阀门用以调节每组曝气装置的曝气量。
本发明进一步设置为,所述气液分离器为卧式罐体,所述气液分离器的进液口和出液口分别设置于所述卧式罐体的两端,所述气液分离器的排气口设置于所述卧式罐体的顶部;
所述曝气装置为曝气棒,所述曝气棒随电解液流动方向依次并列设置,所述曝气棒与所述气液分离器的轴向垂直,所述气液分离器的长度和直径比为2~6,所述气液分离器的长度和相邻两根所述曝气棒的间距的比值为4~15,所述曝气棒的长度为所述气液分离器直径的65~85%,所述曝气棒的长度直径比为7~14。
优选的,所述气液分离器的直径为0.5~1.0m,所述曝气棒长径比为7~10。
优选的,所述气液分离器的直径为1.0~1.5m,所述曝气棒长径比为10~14。
本发明进一步设置为,每根所述曝气棒包括一根空心的且两端密封的外管,以及同心设于所述外管内且空心的内芯管,所述内芯管的长度和外管相等,所述外管的一端中部开设有连通至所述内芯管的进气通孔,所述进气通孔管道连接至所述排气支管;
所述内芯管和外管之间设有空心夹层,所述内芯管的管壁上开设有若干连通所述空心夹层的连通小孔,所述外管的管壁上开设有若干连通所述空心夹层的曝气通孔。所述内芯管和空心夹层之间通过所述连通小孔进行气体流通,使曝气棒的空心夹层和内芯管的气压相等,避免沿曝气棒产生曝气不均匀状况。
本发明进一步设置为,所述内芯管的空心横截面积和所述空心夹层的横截面积之比为0.8~1.2;所述连通小孔的直径为4~6mm,所述连通小孔的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和4~6cm,所述曝气通孔的直径为1~3mm,所述曝气通孔的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和3~8cm。
与现有技术相比,本发明具有以下增益的技术效果:
(1)本发明利用循环注气将气液分离的产物气体重新通过曝气形式回到气液分离器,曝气产生的大气泡具有较大的上升速度,为电解液中大量微细气泡提供一个湍动环境和黏附作用,加快微细气泡的聚并和上升。克服了微细气泡直径小和电解液粘度大带来的上升速度慢的困难,解决电解制氢系统中传统气液分离器分离速度慢、效率低的问题。
(2)本发明结合循环注气系统和曝气装置,将曝气装置设置于气液分离装置内,减小了气体分离装置的体积,实现了优异的气液分离效果,循环至电解槽的电解液含气量小于0.5%。
(3)本发明中循环注气使用的气体是气液分离器的分离产物(氢气或氧气),因此不会引入新的杂质气体,保证气液分离器安全、高效运行。
附图说明
图1为本发明所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工艺流程示意图。
图2为气液分离器俯视图及曝气棒的安装布置图。
图3为曝气棒主视结构示意图。
图4为曝气棒的轴向剖面示意图。
图5为曝气棒的径向剖面示意图。
图6为气液分离器内气泡原理示意图。
其中:1-碱性电解槽,2-气液分离器,3-气体处理装置,4-曝气装置,5-排气管道,6-排气支管,7-气量调节阀门;
41-外管,42-内芯管,43-进气通孔,44-空心夹层,45-连通小孔,46-曝气通孔。
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做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。
实施例1
如图1和图2所示,本发明公开的一种循环注气式碱水电解气液分离系统,包括碱性电解槽1和两组气液分离装置,两组所述气液分离装置分别管道连接至所述碱性电解槽1的阴极侧的气液出口和阳极侧的气液出口,其中:
所述气液分离装置包括气液分离器2和气体处理装置3,所述气液分离器2的进液口和出液口分别管道连通至所述碱性电解槽1的气液出口和进液口,所述气液分离器2的排气口和所述气体处理装置3相连通,所述气体处理装置3通过排气管道5连接至气体储存罐(图中未示出);所述气液分离器2的底部安装有若干组曝气装置4,所述排气管道5上设有排气支管6,每组所述曝气装置4的进气口均管道连通至所述排气支管6,所述排气支管6上设有气量调节阀门7。本实施例中,图1中只显示出一组气液分离装置。
所述气液分离器2为卧式罐体,所述气液分离器2的进液口和出液口分别设置于所述卧式罐体的两端,所述气液分离器2的排气口设置于所述卧式罐体的顶部;所述曝气装置4为曝气棒,所述曝气棒随电解液流动方向依次并列设置,所述曝气棒与所述气液分离器2的轴向垂直,所述气液分离器2的长度和直径比为2~6,所述气液分离器2的长度和相邻两根所述曝气棒的间距之比为4~15,所述曝气棒的长度为所述气液分离器2直径的65~85%,所述曝气棒的长度和直径比为7~14。
本实施例中,所述气液分离器2的长度为3m,直径为0.8m;所述气液分离器2共设有8个曝气棒,所述曝气棒长度为0.65m,其直径为0.08m,曝气棒之间的间距为0.35m。
如图3至图5所示,每根所述曝气棒均包括一根空心的且两端密封的外管41,以及同心设于所述外管41内且空心的内芯管42,所述内芯管42的长度和外管41相等,所述外管41的一端中部开设有连通至所述内芯管42的进气通孔43,所述进气通孔43管道连接至所述排气支管6;
所述内芯管42和外管41之间设有空心夹层44,所述内芯管42的管壁上开设有若干连通所述空心夹层44的连通小孔45,所述外管41的管壁上开设有若干连通所述空心夹层44的曝气通孔46。
根据本发明,所述内芯管42的空心横截面积和所述空心夹层44的横截面积之比为0.8~1.2;所述连通小孔45的直径为4~6mm,所述连通小孔45的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和4~6cm,所述曝气通孔46的直径为1~3mm,所述曝气通孔46的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和3~8cm。
优选的,本实施例中,所述内芯管42的空心横截面积和所述空心夹层44的横截面积之比为1:1;所述内芯管42和空心夹层44之间的连通小孔45直径为4mm,所述连通小孔45的轴向间距和周向间距分别为5cm和6cm,所述曝气棒最外层的曝气通孔46的直径为2mm,且曝气通孔46的轴向间距和轴向间距分别为3cm和5cm。
如图1和图6所示,上述循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,包括如下步骤:
S1:从碱性电解槽1排出的电解液携带着大量微细气泡进入气液分离器2,所述气液分离器2中的多个曝气棒产生大尺寸气泡,在电解液流动过程中,微细气泡在大尺寸气泡的黏附和湍动作用下加快聚并和上升,实现气液分离;
S2:经气液分离器2顶部排出的气体经气体处理装置3进行干燥加压处理,处理过后的气体一部分排出至气体储存罐进行存储,剩余部分气体通过气体管道5循环连接至所述气液分离器2内的曝气棒,形成循环注气过程;分离出的电解液重新循环回所述碱性电解槽1。
根据本发明,所述气液分离器2的工作压力为0.4~0.6Mpa,电解液在所述气液分离器2的流动速度为0.3~0.6m/s,且所述气液分离器2内电解液的体积为所述气液分离器2容积的1/2~3/4;循环至所述气液分离器2内的所述循环注气的气量为所述气体处理装置3排出总气量的20~30%。
优选的,本实施例中,所述气液分离器2的工作压力为0.4MPa,气液混合物从气液分离器2的左端进入,电解液从气液分离器2的右端排出,气相产物由气液分离器2的顶部排出,电解液在气液分离器2中的流动速度为0.4m/s,电解液的体积控制为气液分离容积的3/4,循环至所述气液分离器2内的所述循环注气的气量为所述气体处理装置3排出总气量的25%。
根据本发明,所述曝气棒的曝气量沿电解液的流动方向逐渐减少,且沿电解液流动方向的最后一个所述曝气装置4的曝气量不低于第一个所述曝气装置4曝气量的25%;本实施例中,每个曝气棒和所述排气支管6上单独设置一个气体调节阀门。
优选的,本实施例中,根据电解液流动方向,曝气棒的曝气量逐渐减少,曝气量下降比为1:0.9:0.8:0.7:0.6:0.5:0.4:0.3。
根据本发明,步骤S1中,所述曝气装置4产生的大尺寸气泡的直径为2~5mm,所述大尺寸气泡上升速度为0.1~0.2m/s;所述大尺寸气泡造成周围电解液湍动,微细气泡在大气泡的黏附和聚并作用下,上升速度由0.001~0.03m/s增大至0.05~0.2m/s。本实施例中,微细气泡的上升速度由0.001m/s增大至0.1~0.2m/s,流动电解液的雷诺数为3000~6000。
本实施例中,从电解槽1出来的碱性电解液1进入气液分离器2前,电解液中所含微细气泡直径为60~100μm,电解液中的含气率为15%,经上述碱水电解气液分离系统处理后从气液分离器2排出的电解液含气率为0.3%,详细含气参数结果如表1所示。
对比例1
与实施例1相比,对比例1中气液分离器2不采用循环注气工艺,并取消曝气装置,其余条件和实施例1相同。电解液在气液分离器2的流动速度为0.4m/s,电解液的体积控制气液分离容积的3/4,微细气泡的上升速度为0.005m/s。该条件下,气液分离器2内的流动电解液的雷诺数为1500~3500,部分气体无法从电解液中分离出来,从气液分离器2排出液相产物电解液含气率为5%。
表1实施例1和对比例1经气液分离器分离的电解液中含气结果
含气参数 | 实施例1 | 对比例1 |
微气泡含量(个/ml) | 24 | 260 |
大气泡含量(个/ml) | 2 | 15 |
含气率(体积百分比%) | 0.3 | 5.0 |
从表1可以看出,本发明中气液分离器2采用循环注气工艺,并结合曝气装置,可以强化电解液中微细气泡的分离,降低电解液的含气率,提高气液分离器的分离效率。
实施例2
与实施例1相比,区别在于:实施例2的曝气过程中曝气量均匀分配到每一个曝气棒,在气液分离器2内沿电解液流动的方向,每根曝气棒的曝气量相等。大气泡上升速度为0.2m/s,微细气泡在大气泡的黏附和聚并作用下,上升速度由0.001m/s增大至0.1~0.2m/s。该条件下,气液分离器2内的流动电解液的雷诺数为4000~7500,实施例1和实施例2经气液分离器分离出的电解液中含气结果如表2所示。
表2实施例1和2经过气液分离器分离的电解液中含气结果
含气参数 | 实施例1 | 实施例2 |
微气泡含量(个/ml) | 24 | 20 |
大气泡含量(个/ml) | 2 | 20 |
含气率(体积百分比%) | 0.3 | 1.0 |
从表2可以看出,气液分离器2采用循环注气工艺曝气方式对微细气泡分离效果的影响,递减曝气量和均匀分配曝气都可以达到高效分离微细气泡,但是均匀分配曝气会导致气液分离器尾部曝气量过大,气泡来不及分离便排出分离器,导致电解液总含气率升高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种循环注气式碱水电解气液分离系统,其特征在于,包括碱性电解槽和两组气液分离装置,两组所述气液分离装置分别管道连接至所述碱性电解槽阴极侧的气液出口和阳极侧的气液出口,其中:
每组所述气液分离装置均包括气液分离器和气体处理装置,所述气液分离器的进液口和出液口分别管道连通至所述碱性电解槽的气液出口和进液口,所述气液分离器的排气口和所述气体处理装置相连通,所述气体处理装置通过排气管道连接至气体储存罐;
所述气液分离器的底部安装有若干组曝气装置,所述排气管道上设有排气支管,每组所述曝气装置的进气口均管道连通至所述排气支管,所述排气支管上设有气量调节阀门。
2.根据权利要求1所述的一种循环注气式碱水电解气液分离系统,其特征在于,所述气液分离器为卧式罐体,所述气液分离器的进液口和出液口分别设置于所述卧式罐体的两端,所述气液分离器的排气口设置于所述卧式罐体的顶部;
所述曝气装置为曝气棒,所述曝气棒随电解液流动方向依次并列设置,所述曝气棒与所述气液分离器的轴向垂直,所述气液分离器的长度和直径比为2~6,所述气液分离器的长度和相邻两根所述曝气棒的间距之比为4~15,所述曝气棒的长度为所述气液分离器直径的65~85%,所述曝气棒的长度和直径比为7~14。
3.根据权利要求2所述的一种循环注气式碱水电解气液分离系统,其特征在于,每根所述曝气棒均包括一根空心的且两端密封的外管,以及同心设于所述外管内且空心的内芯管,所述内芯管的长度和外管相等,所述外管的一端中部开设有连通至所述内芯管的进气通孔,所述进气通孔管道连接至所述排气支管;所述内芯管和外管之间设有空心夹层,所述内芯管的管壁上开设有若干连通所述空心夹层的连通小孔,所述外管的管壁上开设有若干连通所述空心夹层的曝气通孔。
4.根据权利要求3所述的一种循环注气式碱水电解气液分离系统,其特征在于,所述内芯管的空心横截面积和所述空心夹层的横截面积之比为0.8~1.2;所述连通小孔的直径为4~6mm,所述连通小孔的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和4~6cm,所述曝气通孔的直径为1~3mm,所述曝气通孔的轴向间距和周向间距分别为2~5cm和3~8cm。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:从碱性电解槽排出的气液混合电解液携带着大量微细气泡进入气液分离器,所述气液分离器中安置有多个曝气装置产生大尺寸气泡,在电解液流动过程中,微细气泡在大尺寸气泡的黏附和湍动作用下加快聚并和上升,实现气液分离;
S2:经所述气液分离器分离出的气体经气体处理装置进行干燥加压处理,处理后的气体一部分排出至气体储存罐进行存储,剩余部分气体通过气体管道循环至所述气液分离器内的曝气装置,形成循环注气;分离出的电解液重新循环回所述碱性电解槽。
6.根据权利要求5所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,所述气液分离器的工作压力为0.4~0.6Mpa,电解液在所述气液分离器内的流动速度为0.3~0.6m/s,且所述气液分离器内电解液的体积为所述气液分离器容积的1/2~3/4;循环至所述气液分离器内的所述循环注气的气量为所述气体处理装置排出总气量的20~30%。
7.根据权利要求5所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,所述气液分离器为卧式罐体,所述气液分离器的进液口和出液口分别设置于所述卧式罐体的两端,所述气液分离器的排气口设置于所述卧式罐体的顶部;所述曝气装置沿电解液的流动方向依次设置于所述气液分离器的底部,所述曝气装置的曝气量沿电解液的流动方向逐渐减少,且沿电解液流动方向的最后一个所述曝气装置的曝气量不低于第一个所述曝气装置曝气量的25%。
8.根据权利要求7所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,所述曝气装置为曝气棒,所述曝气棒沿电解液的流动方向依次并列设置于所述气液分离器的底部,所述气液分离器的长度和直径比为2~6,所述曝气棒的长度为所述气液分离器直径的65~85%,所述曝气棒的长度和直径比为7~14,所述气液分离器的长度和相邻两根所述曝气棒的间距的比值为4~15。
9.根据权利要求5所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,步骤S1中,所述曝气装置产生的大尺寸气泡的直径为2~5mm,所述大尺寸气泡在电解液中的上升速度为0.1~0.2m/s;所述大尺寸气泡造成周围电解液湍动,微细气泡在所述大尺寸气泡的黏附和聚并作用下,上升速度由0.001~0.03m/s增大至0.05~0.2m/s。
10.根据权利要求5所述的循环注气式碱水电解气液分离系统的工作方法,其特征在于,进入所述气液分离器之前,所述碱性电解槽排出的电解液含气率为5~20%,从所述气液分离器排出的电解液含气率小于0.5%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210309371.2A CN115161659B (zh) | 2022-03-27 | 2022-03-27 | 一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210309371.2A CN115161659B (zh) | 2022-03-27 | 2022-03-27 | 一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115161659A CN115161659A (zh) | 2022-10-11 |
CN115161659B true CN115161659B (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=83483492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210309371.2A Active CN115161659B (zh) | 2022-03-27 | 2022-03-27 | 一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115161659B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028822A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Toshiba Corp | アルカリ水電解装置およびアルカリ水電解方法 |
KR20150114108A (ko) * | 2014-03-31 | 2015-10-12 | (주) 테크윈 | 소수성막을 이용한 기액 분리기 |
CN205973958U (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 北京天诚同创电气有限公司 | 曝气系统 |
CN205999081U (zh) * | 2016-08-23 | 2017-03-08 | 河北宏泰丰业医疗器械有限公司 | 环保型酸性氧化电位水电解槽 |
KR20170026967A (ko) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | (주) 테크윈 | 이산화탄소 활용률을 향상시킨 ccu 시스템 |
CN106861295A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-20 | 武汉武泵泵业制造有限公司 | 一种内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法 |
CN111482137A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 南京大学 | 上置式渣油加氢乳化床微界面强化反应装置及方法 |
CN212770984U (zh) * | 2020-08-20 | 2021-03-23 | 北京海珀尔氢能科技有限公司 | 水电解气液分离器的排液装置 |
CN213708498U (zh) * | 2020-11-13 | 2021-07-16 | 苏州竞立制氢设备有限公司 | 碱性水电解制氢气液分离集成系统和集成式制氢设备 |
CN215887245U (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-22 | 广东卡沃罗氢科技有限公司 | 一种用于氢气机水箱的气液分离器,及水箱和氢气机 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4276682B2 (ja) * | 2007-02-26 | 2009-06-10 | 株式会社東芝 | 気液分離システム及び燃料電池システム |
-
2022
- 2022-03-27 CN CN202210309371.2A patent/CN115161659B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028822A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Toshiba Corp | アルカリ水電解装置およびアルカリ水電解方法 |
KR20150114108A (ko) * | 2014-03-31 | 2015-10-12 | (주) 테크윈 | 소수성막을 이용한 기액 분리기 |
KR20170026967A (ko) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | (주) 테크윈 | 이산화탄소 활용률을 향상시킨 ccu 시스템 |
CN205999081U (zh) * | 2016-08-23 | 2017-03-08 | 河北宏泰丰业医疗器械有限公司 | 环保型酸性氧化电位水电解槽 |
CN205973958U (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 北京天诚同创电气有限公司 | 曝气系统 |
CN106861295A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-20 | 武汉武泵泵业制造有限公司 | 一种内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法 |
CN111482137A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 南京大学 | 上置式渣油加氢乳化床微界面强化反应装置及方法 |
CN212770984U (zh) * | 2020-08-20 | 2021-03-23 | 北京海珀尔氢能科技有限公司 | 水电解气液分离器的排液装置 |
CN213708498U (zh) * | 2020-11-13 | 2021-07-16 | 苏州竞立制氢设备有限公司 | 碱性水电解制氢气液分离集成系统和集成式制氢设备 |
CN215887245U (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-22 | 广东卡沃罗氢科技有限公司 | 一种用于氢气机水箱的气液分离器,及水箱和氢气机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115161659A (zh) | 2022-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021196384A1 (zh) | Px生产pta的内置微界面机组强化反应系统及工艺 | |
CN101249405A (zh) | 一种气升式环流反应器 | |
CN101096000A (zh) | 在液体中形成微细气泡的方法和设备 | |
CN105505749A (zh) | 气液双喷式气升式环流反应器 | |
CN1762570A (zh) | 自循环串联气升式内环流反应器系统 | |
CN105731385A (zh) | 一种过氧化氢氧化萃取塔及方法 | |
CN115161659B (zh) | 一种循环注气式碱水电解气液分离系统及其工作方法 | |
CN109292981B (zh) | 微纳米气泡供氧全过程脱氮反应器及其方法 | |
CN115040900B (zh) | 一种利用旋流离心力场强化微细气泡分离的装置及方法 | |
CN106582460B (zh) | 一种气升式外循环反应器装置及工艺 | |
CN203319735U (zh) | 溶气气浮设备 | |
CN205528736U (zh) | 气液双喷式气升式环流反应器 | |
CN201971910U (zh) | 一种电解铜箔溶铜装置 | |
CN115161660B (zh) | 一种脉冲式循环进液的碱性电解槽系统及其工作方法 | |
CN116002911A (zh) | 一种组合式臭氧催化氧化净水装置及原水净化方法 | |
CN201372255Y (zh) | 甲醛制备装置 | |
CN2651267Y (zh) | 一种无隔膜连续式电解生产丁二酸装置 | |
CN101456596B (zh) | 适用于二氧化硫气体浸出软锰矿的反应器 | |
CN212151757U (zh) | 一种污水处理持续性曝气生物流化床 | |
CN2581061Y (zh) | 气液并流反应器 | |
CN219950695U (zh) | 一种uasb厌氧反应器 | |
CN111348711A (zh) | 多级台阶型文丘里式气泡发生装置 | |
CN219836515U (zh) | 一种连续式次氯酸钠反应塔 | |
CN218174749U (zh) | 厌氧反应设备及反应系统 | |
CN213408631U (zh) | 一种新型鼓泡反应器 |
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 |