CN201695092U - 共阳极电解水高纯氢气发生器 - Google Patents
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Abstract
一种共阳极电解水高纯氢气发生器，包括由两块负极板、一正极板、导电隔膜及绝缘密封垫围成的氢气发生室和氧气发生室，该氢气发生室产生的氢气由氢气导气管导入氢气洗气装置，经过洗气后再导入氢气酸碱中和装置，经中和后再经过氢气干燥装置干燥后从氢气出气口排出，其排出氢气纯度不低于99.9％。氧气发生室内的氧气由氧气导气管导入加液与氧气调压筒内由减压阀与氧气压力检测装置控制排放压力，从而达到氢气排放压力与氧气排放压力相等保证导电隔膜两边的压力均衡，使氢氧气体不通过导电隔膜互相混合降低纯度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种共阳极电解水高纯氢气发生器。
背景技术
随着工业地快速发展，工业切割及加热所使用的大量燃料都是碳氢化合物，如煤、石油、天然气等，它们的提炼及燃烧过程中都会产生大量二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、烟尘微粒等，对人类和环境造成极大危害。随着全球各主要国家温室气体排放协议的签署，近年来各国都在大力发展清洁能源，我国也在有计划地实施节能减排，并加大对清洁能源领域的科研投入力度。
氢能是二十一世纪的环保，清洁能源，氢气与氧气反应只产生热及水，氢氧气燃烧时温度达到2800~3200摄氏度，可广泛用于切割及替代工业燃料，且电解水制氢气在我国已有近二十年的发展和应用。
由于电解水制氢气时正极产生氢气负极产生氧气，为了得到较纯氢气以往制氢设备都采用隔膜分隔正负极以达到氢氧气分离的目的，但隔膜分离法制得的氢往往还存在少量碱及水份，所以纯度不高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能提高电解水制氢气纯度的共阳极电解水高纯氢气发生器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种共阳极电解水高纯氢气发生器，包括由两块负极板、一块正极板、导电隔膜及绝缘密封垫围成的氢气发生室和氧气发生室，氢气发生室通过氢气导气管与氢气洗气装置的底端连通，该氢气洗气装置内装设去离子水，氢气洗气装置的上端通过氢气导气管与氢气提纯装置中的氢气酸碱中和装置连通，该氢气提纯装置的中间通过网状隔板隔开，网状隔板的下面装有弱酸性溶液，使该网状隔板下面形成氢气酸碱中和装置，网状隔板的上面装设干燥剂，使该网状隔板上面形成氢气干燥装置，该氢气提纯装置的上部设有氢气出气口；
氧气发生室的上部通过氧气导气管连通装有电解液的加液与氧气调压筒，该加液与氧气调压筒的底部通过补水管道连通氧气发生室的底部，该加液与氧气调压筒的上部还设置有加水口和氧气出气口。
所述氢气洗气装置的上部装设用来检测氢气压力的氢气压力检测装置，所述加液与氧气调压筒的上部装设氧气压力检测装置，所述氧气出气口处还设有减压阀。
所述正极板的一端设有正极接线端，所述正极板上还设有电解液流通孔和氧气流通孔，使氧气发生室连通成一体；所述负极板的一端设有负极接线端，各负极板通过紧固件连接压紧。在本实用新型实施例中，采用的紧固件为紧固螺栓。
所述弱酸性溶液为PH值等于5.6的H2CO3。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型氢气发生室产生的氢气由氢气导气管将氢气导入氢气洗气装置，经过洗气后再导入氢气酸碱中和装置，经中和后再经过氢气干燥装置干燥后从氢气出气口排出，不仅使氢气所含碱性物质充分中和，提高了氢气的纯度，同时由于采用了氢气干燥装置使氢气中的水份充分干燥，进一步提高了氢气的纯度。由于本实用新型采用了共阳极方案使内部结构简化，少使用了导电隔膜，减少了氢氧气体互相混合的可能性，从而进一步提高了氢气的纯度。本实用新型还在氢气排出前由氢气压力检测装置检测氢气压力并与氧气压力检测装置检测的氧气压力对比来控制氧气出气口处的减压阀的开度达到平衡氢气与氧气发生室的压力，使氢氧气体不通过导电隔膜互相混合降低纯度。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
标号说明
1.负极板 2.正极板 3.氢气发生室
4.导电隔膜 5.多孔隔膜固定架 6.氧气发生室
7.氧气流通孔 8.电解液流通孔 9.氢气导气管
10.绝缘密封垫 11.紧固螺栓 12.负极接线端
13.正极接线端 14.氧气导气管 15.氢气洗气装置
16.加液与氧气调压筒 17.去离子水 18.加水口
19.氧气压力检测装置 20.减压阀 21.氧气出气口
22.氢气压力检测装置 23.氢气提纯装置 24.氢气干燥装置
25.氢气酸碱中和装置 26.补水管道 27.氢气出气口
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一实施例包括两块负极板1，该两块负极板1之间设有一块正极板2，每块负极板1与正极板2之间还设置有由多孔隔膜固定架5固定的导电隔膜4，每块负板板1、正极板2及导电隔膜4两端利用绝缘密封垫10相互绝缘，且两负极板1之间通过紧固螺杆11压紧，形成两个氢气发生室3和两个氧气发生室6。此实施例中采用紧固螺杆11压紧，当然也可采用一般技术人员熟知的其它方式对其紧固压紧。该正极板2上的一端设有正极接线端13，该正极板2上还设有电解液流通孔8和氧气流通孔7，从而使两个氧气发生室6连通成一体。该负极板1上的一端设有负极接线端12，由于在本实施例中采用导电的紧固螺栓11压紧两负极板1，因而仅在一负极板1上设有负极接线端12；如果两负极板1采用不导电的物质压紧，也可在两负极板1上分别设置负极接线端12。
每一氢气发生室3通过氢气导气管9与氢气洗气装置15的底端连通，该氢气洗气装置15下部装设去离子水17，其上部装设用来检测氢气压力的氢气压力检测装置22。氢气洗气装置15的上端通过氢气导气管9与氢气提纯装置23中的氢气酸碱中和装置25连通，该氢气提纯装置23的中间通过网状隔板28隔开，网状隔板28的下面装有弱酸性溶液，该弱酸性溶液可采用PH值等于5.6的H2CO3，从而使该网状隔板28下面形成氢气酸碱中和装置25，网状隔板28的上面装设干燥剂，从而使该网状隔板28上面形成氢气干燥装置24。该干燥剂为无水氯化钙。该氢气提纯装置23的上部设有氢气出气口27，使生产的氢气由此排出。
本实用新型该实施例还包括装有电解液的加液与氧气调压筒16，该加液与氧气调压筒16的底部通过补水管道26连通氧气发生室6的底部，由于氢气发生室3和氧气发生室6的压力相等，由于重力的原因水分子通过导电隔膜4进入氢气发生室3，氧气发生室6的上部通过氧气导气管14连通加液与氧气调压筒16。且该加液与氧气调压筒16的上部还设置有加水口18、氧气压力检测装置19和氧气出气口21，该氧气出气口21处还设有减压阀20。
当本实用新型使用时，先从加液与氧气调压筒16上的加水口18注入电解液，再将电解电源正负极分别接上本实用新型的正、负极接线端(13、12)，即可产出氢气和氧气，所产氢气在排出前由氢气压力检测装置22检测氢气压力并与氧气压力检测装置19检测的氧气压力对比来控制氧气出气口21处的减压阀20的开度平衡氢气与氧气的压力。同时电解过程中消耗的水由加液与氧气调压筒16内的电解液经补水管道26补充。
氢气被分解出来后经氢气洗气装置15内的去离子水17底部向上通过去离子水17洗去气体内所含部分碱液并降低氢气温度；再经氢气提纯装置23内的氢气除碱装置25内的弱酸性溶液中穿过使氢气内所含碱性成份通过酸碱中和方式完全中和；最后再通过氢气提纯装置23内的氢气干燥装置24使氢气中所含微量水份由氢气干燥装置24中的无水氯化钙吸收，并通过氢气出气口27输出，接入储存设备或燃烧器即可使用。经实验证实，本实用新型所产氢气纯度达到99.9％。
Claims (5)
1.一种共阳极电解水高纯氢气发生器，包括由两块负极板、一正极板、导电隔膜及绝缘密封垫围成的氢气发生室和氧气发生室，其特征在于，氢气发生室通过氢气导气管与氢气洗气装置的底端连通，该氢气洗气装置内装设去离子水，氢气洗气装置的上端通过氢气导气管与氢气提纯装置中的氢气酸碱中和装置连通，该氢气提纯装置的中间通过网状隔板隔开，网状隔板的下面装有弱酸性溶液，使该网状隔板下面形成氢气酸碱中和装置，网状隔板的上面装设干燥剂，使该网状隔板上面形成氢气干燥装置，该氢气提纯装置的上部设有氢气出气口；
氧气发生室的上部通过氧气导气管连通装有电解液的加液与氧气调压筒，该加液与氧气调压筒的底部通过补水管道连通氧气发生室的底部，该加液与氧气调压筒的上部还设置有加水口和氧气出气口。
2.根据权利要求1所述的共阳极电解水高纯氢气发生器，其特征在于，所述氢气洗气装置的上部装设用来检测氢气压力的氢气压力检测装置，所述加液与氧气调压筒的上部装设氧气压力检测装置，所述氧气出气口处还设有减压阀。
3.根据权利要求1所述的共阳极电解水高纯氢气发生器，其特征在于，所述正极板的一端设有正极接线端，所述正极板上还设有电解液流通孔和氧气流通孔，使氧气发生室连通成一体；所述负极板的一端设有负极接线端，各负极板通过紧固件连接压紧。
4.根据权利要求3所述的共阳极电解水高纯氢气发生器，其特征在于，所述紧固件为紧固螺栓。
5.根据权利要求1所述的共阳极电解水高纯氢气发生器，其特征在于，所述弱酸性溶液为PH值等于5.6的H2CO3。
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- 2010-02-08 CN CN2010203026068U patent/CN201695092U/zh not_active Expired - Fee Related
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