CN218812136U - 一种用于水电解制氢的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于水电解制氢的气液分离器，包括气液分离器主体，以及由下到上设置于所述气液分离器主体内的气液进料分布器和液体进料分布器，在所述气液进料分布器和所述液体进料分布器之间还布置有一套除沫器组件。与现有技术相比，本实用新型的气液分离空间大，有利于气液混合层的分离，除沫器组件有效拦截气体中的电解液液滴，降低氢气(氧气)中携带的电解液量等。

Description

一种用于水电解制氢的气液分离器

技术领域

本实用新型属于分离设备技术领域，涉及一种用于水电解制氢的气液分离器。

背景技术

水电解制氢系统由电解槽、氢(氧)侧气液分离器、气体冷凝器、电解液冷却器、电解液循环泵等组成。在水电解制氢系统中，气液分离器是较重要的设备，主要起到电解液和氢气(氧气)分离的作用，目前的气液分离器主要为内设隔板的卧式圆柱状分离器。当电解液和氢气(氧气)产量波动较大时，气液分离空间不足，氢气(氧气)携带较多的电解液细微液滴排出。此外，制氢量较大时，卧式气液分离器尺寸的增大将导致占地面积增加较多。

因此，针对处理量较大或电解液和氢气(氧气)量波动较大的气液分离问题时，需要一种分离效率和可靠性高的气液分离设备来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种用于水电解制氢的气液分离器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于水电解制氢的气液分离器，包括气液分离器主体，以及由下到上设置于所述气液分离器主体内的气液进料分布器和液体进料分布器，在所述气液进料分布器和所述液体进料分布器之间还布置有一套除沫器组件。此处除沫器组件的设置，可以用于拦截氢气(氧气)携带的电解液液滴，并通过液体进料分布器喷淋原料水，降低上升中的气体温度，使气体携带更少的电解液，同时，喷淋水在所述除沫器组件上洗涤被拦截的电解液液滴，防止除沫器组件上电解液结晶堵塞。

进一步地，所述的除沫器组件在气液分离器主体内的位置满足：其位于所述液体进料分布器的喷淋范围内。

进一步地，所述的液体进料分布器上方还设有另一套除沫器组件。此除沫器组件可以用于拦截氢气(氧气)携带的水滴，降低产品气体的水含量。

进一步地，所述的气液分离器主体的侧壁上还设有位于所述液体进料分布器上方的冷凝水进料口。

进一步地，所述的气液进料分布器上还设有开口向下的长条形开槽，使得气液混相物料可以从此长条形开槽流出。

进一步地，所述的液体进料分布器上设有作为喷淋结构的分布管，所述分布管上分布有开口向下的开孔，并通过开孔连接喷淋设施以向下喷淋原料水。通过喷淋原料水对上升出氢气(氧气)进行洗涤降温，使氢气(氧气)携带的电解液被冷凝，更容易在除沫器上聚集成大液滴，降落至气液分离器液相空间。

进一步地，所述的气液进料分布器还连接布置在所述气液分离器主体侧壁上的电解液气液混相进料口。更具体的，所述气液进料分布器的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接所述电解液气液混相进料口，使得气液混相物料从气液进料分布器上的出口(即可以是前面提及的长条形开槽)流出。

进一步地，所述的液体进料分布器还连接布置在所述气液分离器主体侧壁上的原料水进料口。更具体的，所述液体进料分布器的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接所述原料水进料口。

进一步地，所述的气液分离器主体的顶部设有气体出口，底部设有液体出口。

进一步地，所述的气液分离器主体呈立式圆柱状。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)采用立式气液分离器，设置气液进料分布器、液体进料分布器和除沫器组件的组合，气液分离空间大，有利于气液混合层的分离，除沫器组件有效拦截气体中的电解液液滴，降低氢气(氧气)中携带的电解液量。

2)通过更低温度的原料水喷淋，一方面降低了上升气流的温度，减少了气体中携带的微小电解液量，进一步提高了分离效率，另一方面对除沫器组件进行洗涤，防止除沫器组件堵塞，有利于气液分离器的长周期运行。

3)对于直径大于3～5μm液滴除沫效率可达到97％以上，能够适应处理量较大或电解液和氢气(氧气)产量波动较大的情况。

附图说明

图1为设置一套除沫器组件的用于水电解制氢的气液分离器的结构示意图；

图2为设置两套除沫器组件的用于水电解制氢的气液分离器的结构示意图；

图中标记说明：

1-气液分离器主体；2-气液进料分布器；3-除沫器组件；4-液体进料分布器；5-电解液气液混相进料口；6-原料水进料口；7-气体出口；8-液体出口；9-喷淋设施；10-冷凝水进料口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。

本实用新型提供了一种用于水电解制氢的气液分离器，其结构可以参见图1或图2所示，包括气液分离器主体1，以及由下到上设置于所述气液分离器主体1内的气液进料分布器2和液体进料分布器4，在所述气液进料分布器2和所述液体进料分布器4之间还布置有一套除沫器组件3。此处除沫器组件3的设置，可以用于拦截氢气(氧气)携带的电解液液滴，并通过液体进料分布器4喷淋原料水，降低上升中的气体温度，使气体携带更少的电解液，同时，喷淋水在所述除沫器组件3上洗涤被拦截的电解液液滴，防止除沫器组件3上电解液结晶堵塞。另外，除沫器组件3采用本领域常用的除沫器设备即可。

在一些具体的实施方式中，所述的除沫器组件3在气液分离器主体1内的位置满足：其位于所述液体进料分布器4的喷淋范围内。

在一些具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的液体进料分布器4上方还设有另一套除沫器组件3。此除沫器组件3可以用于拦截氢气(氧气)携带的水滴，降低产品气体的水含量。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的气液分离器主体1的侧壁上还设有位于所述液体进料分布器4上方的冷凝水进料口10。通过冷凝水进料口10可送入冷凝水，从而提高对上升气流的冷却降温效果。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的气液进料分布器2上还设有开口向下的长条形开槽，使得气液混相物料可以从此长条形开槽流出。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的液体进料分布器4上设有作为喷淋结构的分布管，所述分布管上分布有开口向下的开孔，并通过开孔连接喷淋设施9以向下喷淋原料水。通过喷淋原料水对上升出氢气(氧气)进行洗涤降温，使氢气(氧气)携带的电解液被冷凝，更容易在除沫器上聚集成大液滴，降落至气液分离器液相空间。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的气液进料分布器2还连接布置在所述气液分离器主体1侧壁上的电解液气液混相进料口5。更具体的，所述气液进料分布器2的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接所述电解液气液混相进料口5，使得气液混相物料从气液进料分布器2上的出口(即可以是前面提及的长条形开槽)流出。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的液体进料分布器4还连接布置在所述气液分离器主体1侧壁上的原料水进料口6。更具体的，所述液体进料分布器4的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接所述原料水进料口6。

在一些具体的实施方式中，请再参见图1或图2所示，所述的气液分离器主体1的顶部设有气体出口7，底部设有液体出口8。

在一些具体的实施方式中，所述的气液分离器主体1呈立式圆柱状。

以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。

下面结合具体实施例进行更详细的说明。

实施例1：

本实用新型提供了一种用于水电解制氢的气液分离器，其结构可以参见图1或图2所示，包括气液分离器主体1，以及由下到上设置于气液分离器主体1内的气液进料分布器2和液体进料分布器4，在气液进料分布器2和液体进料分布器4之间还布置有一套除沫器组件3。此处除沫器组件3的设置，可以用于拦截氢气(氧气)携带的电解液液滴，并通过液体进料分布器4喷淋原料水，降低上升中的气体温度，使气体携带更少的电解液，同时，喷淋水在除沫器组件3上洗涤被拦截的电解液液滴，防止除沫器组件3上电解液结晶堵塞。

除沫器组件3在气液分离器主体1内的位置满足：其位于液体进料分布器4的喷淋范围内。

请再参见图1或图2所示，气液分离器主体1的侧壁上还设有位于液体进料分布器4上方的冷凝水进料口10。通过冷凝水进料口10可送入冷凝水，从而提高对上升气流的冷却降温效果。

请再参见图1所示，气液进料分布器2上还设有开口向下的长条形开槽，使得气液混相物料可以从此长条形开槽流出。

请再参见图1所示，液体进料分布器4上设有作为喷淋结构的分布管，分布管上分布有开口向下的开孔，并通过开孔连接喷淋设施9以向下喷淋原料水。通过喷淋原料水对上升出氢气(氧气)进行洗涤降温，使氢气(氧气)携带的电解液被冷凝，更容易在除沫器上聚集成大液滴，降落至气液分离器液相空间。

请再参见图1所示，气液进料分布器2还连接布置在气液分离器主体1侧壁上的电解液气液混相进料口5。更具体的，气液进料分布器2的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接电解液气液混相进料口5，使得气液混相物料从气液进料分布器2上的出口(即可以是前面提及的长条形开槽)流出。

请再参见图1所示，液体进料分布器4还连接布置在气液分离器主体1侧壁上的原料水进料口6。更具体的，液体进料分布器4的首端为开口设置，尾端采用封闭设置，且其首端连接原料水进料口6。

请再参见图1所示，气液分离器主体1的顶部设有气体出口7，底部设有液体出口8。

气液分离器主体1呈立式圆柱状。

本实施例的气液分离器的具体工作过程如下：

氢气(氧气)和电解液混合物由气液分离器主体1上的电解液气液混相进料口5进入气液分离器主体1内，经气液进料分布器2进行气体和液体分布和分离，在重力作用下，液体落入底部，由底部液体出口8流出，气体携带少量电解液滴折返上升。

上升的气体经气液进料分布器2上方的除沫器组件3拦截，气体中的液滴在除沫器组件3上聚集成大液滴后下落，继续上升的气体再经液体进料分布器4的喷淋设施9喷洒出来的原料水降温冷却，携带的电解液在低温下聚集成大液滴下落，洗涤冷却后的气体由顶部气体出口7流出。液体进料分布器4首端为开口设置，与原料水进料口6连接，尾端为开孔向下的喷淋设施9。原料水(纯水)经由原料水进料口6进入，经液体进料分布器4在气液分离器主体1内进行液体分布喷淋，原料水对上升氢气(氧气)进行喷淋洗涤降温，使氢气(氧气)中携带的电解液在低温下更易聚集成大液滴下落。原料水落入除沫器组件3中以洗涤除沫器，防止除沫器组件3上电解液结晶堵塞，同时减少气体中电解液含量。冷凝水经由冷凝水进料口10进入，冷凝水进料口10可设在原料水进料口6的上方或下方。

实施例2：

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：

请再参见图2所示，液体进料分布器4上方还设有另一套除沫器组件3。此除沫器组件3可以用于拦截氢气(氧气)携带的水滴，降低产品气体的水含量。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，包括气液分离器主体，以及由下到上设置于所述气液分离器主体内的气液进料分布器和液体进料分布器，在所述气液进料分布器和所述液体进料分布器之间还布置有一套除沫器组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的除沫器组件在气液分离器主体内的位置满足：其位于所述液体进料分布器的喷淋范围内。

3.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的液体进料分布器上方还设有另一套除沫器组件。

4.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的气液分离器主体的侧壁上还设有位于所述液体进料分布器上方的冷凝水进料口。

5.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的气液进料分布器上还设有开口向下的长条形开槽。

6.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的液体进料分布器上设有作为喷淋结构的分布管，所述分布管上分布有开口向下的开孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的气液进料分布器还连接布置在所述气液分离器主体侧壁上的电解液气液混相进料口。

8.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的液体进料分布器还连接布置在所述气液分离器主体侧壁上的原料水进料口。

9.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的气液分离器主体的顶部设有气体出口，底部设有液体出口。

10.根据权利要求1所述的一种用于水电解制氢的气液分离器，其特征在于，所述的气液分离器主体呈立式圆柱状。

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