CN205205238U - 水电解制氢除氮装置 - Google Patents

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杨贺
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Abstract

本实用新型属于电解制氢领域。本实用新型解决的技术问题是：现有电解水制得的氢气含氮量高，必须使用专用提纯设备。本实用新型的技术方案为：水电解制氢除氮装置，包括电解槽、原料水箱、氢气管道、氧气管道和气相放空管道，氢气管道和氧气管道分别连接电解槽的两端，氧气管道的另一端伸入原料水箱的液面内，气相放空管的一端与氧气管道相连、另一端伸入原料水箱内。本实用新型的有益效果是，有效降低了氢气中的含氮量，氢气纯度能达到国家标准，节省成本。

Description

水电解制氢除氮装置
技术领域
本实用新型属于电解制氢领域，具体涉及一种水电解制氢除氮装置。
背景技术
水电解制氢生产工艺，生产出的氢气通过脱水、除氧等提纯过程将氢气提纯至符合国家标准要求的高纯度氢。在整套除杂提纯过程中，很容易做到除去氢气中的氧、水、碳氢化合物等杂质，但氢气中的氮气很难出去，经常会造成氢气质量不达标。氢气的专用除氮装置成本高、效率低不适合大规模生产要求。。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水电解制氢除氮装置，本装置既可以降低氢气中的氮含量，使氢气质量达到国家标准，同时又无需新增专用除氮装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型水电解制氢除氮装置，包括电解槽、原料水箱、氢气管道、氧气管道和气相放空管道，氢气管道和氧气管道分别连接电解槽的两端，氧气管道的另一端伸入原料水箱的液面内，气相放空管的一端与氧气管道相连、另一端伸入原料水箱内。
本实用新型水电解制氢除氮装置与现有技术不同之处在于：一方面，利用水电解过程副产物氧气与原料水箱中的水充分混合并形成氧气保护层，减少和杜绝氢气生产过程氮气的引入量，有效降低氢气中氮气含量，使产品氢气质量达到国家高纯氢标准；另一方面，无需增加新的提纯设备，节省成本。
本实用新型水电解制氢除氮装置，气相放空管道由第一排气管道和第二排气管道组成，第二排气管道的一端伸入原料水箱内，第二排气管道的另一端伸出原料水箱外，第一排气管道的进气端与氧气管道相连，第一排气管道的出气端与第二排气管道相连。
由于氧气源源不断从电解槽经由氧气管道排入原料水箱，必然引起原料水箱内的压力增大，为保证原料水箱内的压力均衡，多余的氧气经由第一排起管道和第二排气管道排放到大气中。
本实用新型水电解制氢除氮装置，第一排气管道上设有第一压力连锁控制阀，第二排气管道上设有第二压力连锁控制阀，氧气管道上安装有第三压力连锁控制阀。
本实用新型水电解制氢除氮装置，还包括压力检测控制器，压力检测控制器的检测端与原料水箱连接，压力检测控制器的控制端与第一压力连锁控制阀和第二压力连锁控制阀相连。
当压力检测控制器检测原料水箱内的压力，保证原料水箱内出于正压状态下将空气排出，当原料水箱内的压力降低时，压力检测控制器通过控制与其相连的第一压力连锁控制阀和第二压力连锁控制阀，减少原料水箱内气体的排放量，增大氧气的进入量。
本实用新型水电解制氢除氮装置，还包括液位计和脱盐水入口管道，液位计安装在原料水箱的侧壁上，脱盐水管道伸入原料水箱的液面内。
电解水制氢过程中，水被逐渐消耗，为了确保制氢的连续性，必须要加入原料水。当液位计检测到原料水箱内的液面下降时，待加入的原料水通过脱盐水入口管道注入到原料水箱内。
综上所述，本实用新型的有益效果是，有效降低了氢气中的含氮量，氢气纯度能达到国家标准，节省成本。
下面结合附图对本实用新型的水电解制氢除氮装置作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型水电解制氢除氮装置包括电解槽1、原料水箱2、氢气管道3、氧气管道4和气相放空管道，氢气管道3和氧气管道4分别连接电解槽1的两端，氧气管道4的另一端伸入原料水箱2的液面内，气相放空管的一端与氧气管道4相连、另一端伸入原料水箱2内。气相放空管道由第一排气管道6和第二排气管道7组成，第二排气管道7的一端伸入原料水箱2内，第二排气管道7的另一端伸出原料水箱2外，第一排气管道6的进气端与氧气管道4相连，第一排气管道6的出气端与第二排气管道7相连。第一排气管道6上设有第一压力连锁控制阀102，第二排气管道上设有第二压力连锁控制阀103，氧气管道上安装有第三压力连锁控制阀101。还包括压力检测控制器8，压力检测控制器8的检测端与原料水箱2连接，压力检测控制器8的控制端与第一压力连锁控制阀102和第二压力连锁控制阀103相连。还包括液位计5和脱盐水入口管道9，液位计5安装在原料水箱2的侧壁上，脱盐水管道9伸入原料水箱的液面内。
本实用新型的工作过程为：从电解槽出来的氧气通过氧气管道进入原料水箱，将原料水箱内的氮气排出，并在原料水箱内形成一层保护层，将原料水箱内的原料水与外界的空气隔开，避免制氢过程中氮气的引入。当氧气持续从氧气管道进入原料水箱内时，必然引起原料水箱内的压力变化，安装在原料水箱上的压力检测控制器检测到变化后，通过控制与之相连的第一压力连锁控制阀和第二压力连锁控制阀来调解氧气的进入和排出量，从而维持原料水箱内的压力恒定。此外，电解过程中原料水的消耗可以通过液位计的变化来检测，当需要补充原料水时，可以通过脱盐水管道补充。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.水电解制氢除氮装置，其特征是：包括电解槽(1)、原料水箱(2)、氢气管道(3)、氧气管道(4)和气相放空管道，氢气管道(3)和氧气管道(4)分别连接电解槽(1)的两端，氧气管道(4)的另一端伸入原料水箱(2)的液面内，气相放空管的一端与氧气管道(4)相连、另一端伸入原料水箱(2)内。
2.根据权利要求1所述的水电解制氢除氮装置，其特征在于：气相放空管道由第一排气管道(6)和第二排气管道(7)组成，第二排气管道(7)的一端伸入原料水箱(2)内，第二排气管道(7)的另一端伸出原料水箱(2)外，第一排气管道(6)的进气端与氧气管道(4)相连，第一排气管道(6)的出气端与第二排气管道(7)相连。
3.根据权利要求2所述的水电解制氢除氮装置，其特征在于：第一排气管道(6)上设有第一压力连锁控制阀(102)，第二排气管道(7)上设有第二压力连锁控制阀(103)，氧气管道上安装有第三压力连锁控制阀(101)。
4.根据权利要求2所述的水电解制氢除氮装置，其特征在于：还包括压力检测控制器(8)，压力检测控制器(8)的检测端与原料水箱(2)连接，压力检测控制器(8)的控制端与第一压力连锁控制阀(102)和第二压力连锁控制阀(103)相连。
5.根据权利要求2所述的水电解制氢除氮装置，其特征在于：还包括液位计(5)和脱盐水入口管道(9)，液位计(5)安装在原料水箱(2)的侧壁上，脱盐水管道(9)伸入原料水箱的液面内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113265668A (zh) * 2021-05-11 2021-08-17 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 一种移动式水电解制氢加氢装置
CN115491721A (zh) * 2022-07-06 2022-12-20 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 原料水除氮方法及实现装置

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