CN218653703U - 一种电解水制氢冷却洗涤装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种电解水制氢冷却洗涤装置，包括：壳体；所述壳体具有进液口，所述进液口用于向所述壳体内注入洗涤液；通气管，所述通气管位于所述壳体内，所述通气管进气端伸出所述壳体顶端，所述通气管出气端伸入所述壳体内部且浸没于液面以下；冷却管，所述冷却管套设于所述通气管外侧，所述冷却管和所述通气管间隔设置，所述冷却管用于通入冷却水以对所述通气管降温，通过在通气管外侧套设冷却管，冷却管注入冷却水，氢气在从上到下输送的过程中同时得到冷却管的冷却降温，冷凝后的氢气经过与洗涤液充分接触洗涤，进一步脱除氢气中携带的碱液，结构简单、紧凑，冷却、洗涤与分离效果优良，同时有效的实现了碱液回收。

Description

一种电解水制氢冷却洗涤装置

技术领域

本申请涉及制氢设备技术领域，尤其涉及一种电解水制氢冷却洗涤装置。

背景技术

电解水制氢是在电解槽电极两端施加一定的直流电压，这个电压必须大于水的分解电压，水分子将在阳极发生氧化反应产生氧气，在阴极发生还原反应产生氢气。在电解水制氢过程中通常会加入一些容易电离的电解质以增加电解液的导电性。碱性电解质制氢效果强，且不会腐蚀电极和电解槽等设备，通常采用KOH或者NaOH溶液作为电解质，将碱液泵入电解槽，电解后产生氢气和氧气，由于通过电解槽的额定工作电流较大，电解槽的温度较高，电解出的氢气温度较高且携带一定量的碱液，影响氢气的纯度，造成碱液的流失。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种电解水制氢冷却洗涤装置，通过在通气管外侧套设冷却管，冷却管注入冷却水，氢气在从上到下输送的过程中同时得到冷却管的冷却降温，氢气中携带的碱液在冷却后凝结成水滴滴入壳体底部得到回收，并且壳体具有进液口，从进液口向壳体内注入洗涤液，通气管的出气端浸没于洗涤液内，冷凝后的氢气经过与洗涤液充分接触洗涤，进一步脱除氢气中携带的碱液，通过对氢气里面的碱液进行冷凝洗涤充分实现氢气和与液体的分离，结构简单、紧凑，冷却、洗涤与分离效果优良，同时有效的实现了碱液回收。

为达到上述目的，本申请提出的电解水制氢冷却洗涤装置，包括：壳体；所述壳体具有进液口，所述进液口用于向所述壳体内注入洗涤液；通气管，所述通气管位于所述壳体内，所述通气管进气端伸出所述壳体顶端，所述通气管出气端伸入所述壳体内部且浸没于液面以下；冷却管，所述冷却管套设于所述通气管外侧，所述冷却管和所述通气管间隔设置，所述冷却管用于通入冷却水以对所述通气管降温。

进一步地，所述通气管的出气端为喇叭口结构，所述喇叭口结构的边缘设置有齿形结构。

进一步地，所述喇叭口结构的底角的范围为：30°～75°。

进一步地，所述冷却管的下端设置有上水口，所述冷却管的上端设置有出水口。

进一步地，所述冷却管的外侧壁和所述壳体固定连接，所述冷却管的上端部和所述通气管的上端部通过连接件固定连接。

进一步地，所述连接件为法兰。

进一步地，所述冷却管和所述通气管之间设置有多个鳍片，多个所述鳍片在所述通气管的外周壁上等角度均匀设置。

进一步地，所述鳍片的一端和所述通气管的外侧壁固定连接，所述鳍片的另一端和所述冷却管的内侧壁间隔设置。

进一步地，所述鳍片与所述冷却管内侧壁的间隔距离为所述鳍片的长度的1/4。

进一步地，所述壳体的上端设置有出气口。

进一步地，还包括除沫器，所述除沫器套设于所述冷却管的外侧且位于所述出气口的下方。

进一步地，所述壳体的底端设置有出液口。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例提出的电解水制氢冷却洗涤装置的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本申请一实施例提出的电解水制氢冷却洗涤装置的结构示意图。

参见图1，一种电解水制氢冷却洗涤装置，包括：

壳体1；具体地，壳体为罐状的容器，其内部中空，采用抗氢腐蚀的材料或抗氢材料内衬，以提高其使用寿命。壳体可以由上下两部分组合形成，以便于对壳体进行拆卸，在其内部装配零部件。当然在其他实施例中，壳体也可以为其他形状，在此不作限制。所述壳体1具有进液口2，所述进液口2用于向所述壳体1内注入洗涤液；洗涤液采用凝结水或纯水，凝结水是制氢系统冷凝水回用，凝结水是不含杂质的纯净水，凝结水不足时补入纯水。本实施例中，进液口设置在壳体的下部的外侧壁上，且向外凸出形成管状结构，以方便外联设备，注入洗涤液。

通气管3，所述通气管3位于所述壳体1内，所述通气管3进气端伸出所述壳体1顶端，所述通气管3出气端伸入所述壳体1内部且浸没于液面以下；本实施例中，通气管为直筒状的管状结构，其上端为进气端，凸出壳体顶端，下端为出气端，浸没于洗涤液中，可以理解地，由于通体管长期与氢气接触，优选使用抗氢腐蚀的材料制成。

冷却管4，所述冷却管4套设于所述通气管3外侧，所述冷却管4和所述通气管3间隔设置，所述冷却管4用于通入冷却水以对所述通气管3降温，可以理解地，冷却管的直径大于通气管的直径，冷却管套设于通气管外侧，冷却管内壁和通气管外壁形成环形腔结构，用于通入冷却水。具体地，冷却管4的上端伸出壳体1顶端，且冷却管4的外壁和壳体1的顶端结合处通过焊接固定连接在一起，在其他实施方式里，冷却管和壳体也可以通过卡接等方式可拆卸连接，冷却管4的顶端和通气管3的顶端通过法兰固定连接在一起，方便进行拆卸，具体地，通气管和法兰螺纹连接，冷却管的顶端具有边沿，冷却管的边沿通过螺栓和法兰连接。

所述通气管3的出气端为喇叭口结构，所述喇叭口结构的边缘设置有齿形结构，喇叭口的结构可以降低气体流速，使得氢气和洗涤液充分进行接触，以便更好的对氢气进行洗涤。优选地，喇叭口的边缘设置齿形结构，在氢气通入洗涤液中产生的大气泡逸出外侧时会被齿形结构刺破，避免氢气上翻时产生大气泡，使氢气均匀向上流动，从而更加充分对氢气洗涤。

所述喇叭口结构的底角的范围为：30°～75°，在此角度范围内，氢气可以更加快速的扩散到洗涤液中，缓和氢气对洗涤液的冲击，避免过多大气泡的形成。

所述冷却管4的下端设置有上水口5，所述冷却管4的上端设置有出水口6。为便于对冷却水进行上水和排水，可以理解地，上水口和出水口均延伸至壳体的外侧，可以理解地，氢气从通气管由上向下输入，冷却水由冷却管的下端泵入冷却管内，由下到上流出，氢气和冷却水这样的逆向运行方式更有利于氢气的充分快速冷却。

所述冷却管4的外侧壁和所述壳体1固定连接，所述冷却管4的上端部和所述通气管3的上端部通过连接件固定连接，具体地，冷却管伸出壳体外侧，冷却管和壳体结合处密封焊接在一起，优选地，为提高冷却管和壳体的连接强度，也可以在冷却管和壳体之间设置加强筋，通气管上端口螺纹连接有法兰，冷却管的上端口和法兰通过螺栓固定连接，方便冷却管和通气管可拆卸，便于检修。

所述连接件为法兰。法兰叠落在冷却管外壁的端口上，冷却管外壁的端口是圆环形，圆环形外径大小与法兰的外径相同大小，并且通过螺母进行安装固定，法兰结构简单耐用，便于实现冷却管和通气管的快速安装拆卸。

参见图2，所述冷却管4和所述通气管3之间设置有多个鳍片7，多个所述鳍片7在所述通气管3的外周壁上等角度均匀设置，鳍片的数量可以根据通气管的外径的尺寸进行设定，在此不作限制。鳍片与通气管是一体结构，可方便的进行整体抽离拆卸和检修。鳍片的作用是加强散热，中间管道是热氢气，增大其散热面，加强导热，把热氢气的热量快速传导冷水进行冷却。

所述鳍片7的一端和所述通气管3的外侧壁固定连接，所述鳍片7的另一端和所述冷却管4的内侧壁间隔设置，在实现增大通气管的散热面的同时，保证通过管道的冷却水在每个鳍片间能够均匀分布，达到更好的冷却效果。

所述鳍片7与所述冷却管4内侧壁的间隔距离为所述鳍片7的长度的1/4，以便为冷却水在冷却管和通气管之间的流动提供足够的空间，使得通入的冷却水可以很快的均匀充入冷却管内，达到较为稳定的冷却效果。

所述壳体1的上端设置有出气口8。经过洗涤冷却后的氢气最后达到出气口，便于进行回收，氢气可以通过后续的干燥装置和纯化装置进一步处理得到纯净的氢气。可以理解地，出气口设置在壳体的上部的侧壁，以便为氢气内的液体提供足够降沉距离。

一种电解水制氢冷却洗涤装置还包括除沫器9，除沫器采用不锈钢滤网对经过的气相进行消泡除沫，捕集气相中雾沫，降低气相含水量。所述除沫器9套设于所述冷却管4的外侧且位于所述出气口8的下方。可以理解地，为达到较好的除沫效果，除沫器的外径和壳体的内径相适配，从而使得所有洗涤后的氢气均经过除沫器进行去除水汽，从洗涤液中溢出的氢气中携带的液体通过除沫器时，液滴在重力的作用下沉落于壳体底部，氢气中的液体得到了过滤和清除。

所述壳体1的底端设置有出液口10，从出液口排出洗涤后的碱液，可以送电解槽回收利用。

在其他实施例中，为达到较好的洗涤效果，需要将洗涤液保持为纯水，这样一方面通过进液口持续供给大量的纯水，另一面通过出液口持续的排水，通过对进液量和出液量的控制，使得壳体内的洗涤液量始终达到动态平衡，提供较高纯度的纯水，达到较佳的洗涤质量。

热氢气携带碱液从通气管的进气端，经通气管进入壳体下部；洗涤液经过进液口进入壳体，洗液体浸没通气管出气端，洗涤液与氢气充分接触洗涤，脱除氢气中携带的碱液，碱液可以通过出液口进行回收再利用，洗涤后的氢气从液体表面溢出流动到壳体的上部通过除沫器，从出气口排出到下一道工序；冷却水由冷却水上水口送入，冷却管是卡套在输气管上，冷却管通过循环的冷却水对氢气进行冷却，并由冷却管出水口排出。

本实施方式的电解水制氢冷却洗涤装置也可以设置多个组、串联地进行排列使用，以达到多次对氢气进行冷却洗涤的作用。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，包括：

壳体；所述壳体具有进液口，所述进液口用于向所述壳体内注入洗涤液；

通气管，所述通气管位于所述壳体内，所述通气管进气端伸出所述壳体顶端，所述通气管出气端伸入所述壳体内部且浸没于液面以下；

冷却管，所述冷却管套设于所述通气管外侧，所述冷却管和所述通气管间隔设置，所述冷却管用于通入冷却水以对所述通气管降温。

2.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述通气管的出气端为喇叭口结构，所述喇叭口结构的边缘设置有齿形结构。

3.如权利要求2所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述喇叭口结构的底角的范围为：30°～75°。

4.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述冷却管的下端设置有上水口，所述冷却管的上端设置有出水口。

5.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述冷却管的外侧壁和所述壳体固定连接，所述冷却管的上端部和所述通气管的上端部通过连接件固定连接。

6.如权利要求5所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述连接件为法兰。

7.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述冷却管和所述通气管之间设置有多个鳍片，多个所述鳍片在所述通气管的外周壁上等角度均匀设置。

8.如权利要求7所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述鳍片的一端和所述通气管的外侧壁固定连接，所述鳍片的另一端和所述冷却管的内侧壁间隔设置。

9.如权利要求8所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述鳍片与所述冷却管内侧壁的间隔距离为所述鳍片的长度的1/4。

10.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述壳体的上端设置有出气口。

11.如权利要求10所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，还包括除沫器，所述除沫器套设于所述冷却管的外侧且位于所述出气口的下方。

12.如权利要求1所述的电解水制氢冷却洗涤装置，其特征在于，所述壳体的底端设置有出液口。

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