CN218924204U - 一种电解海水用气液分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电解海水用气液分离器，其包括依次相连的卧式重力分离罐(2)、冷却器(4)和多级过滤器(7)；所述卧式重力分离罐(2)一侧设置有气液进口(1)，另一侧上部设置有出气口，所述卧式重力分离罐(2)底部设置有液体出口(3)；所述卧式重力分离罐(2)的出气口与所述冷却器(4)下部的进气口相连通，所述冷却器(4)上部的出气口与所述多级过滤器(7)底部的进气口相连通；所述多级过滤器(7)的顶部设置有氢气出口(9)。本实用新型能够实现氢气与液体固体的彻底分离和水蒸汽含量的大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及气液分离技术领域，具体涉及一种电解海水用气液分离器。
背景技术
现有的电解水制氢气领域，常用的采用重力分离的方法进行气液分离。例如，公告号为CN211999934U的中国实用新型专利，发明名称为“一种隔板式气液分离器”，其利用重力方法，通过增加隔板的方式，增长分离路径，实现气液分离。在中压电解水制氢系统中，从电解槽中流出的电解液和氢气混合物，进入工作压力约2MPa左右、工作温度约90℃上下的气液分离器中，高温高湿的承压环境，使得对于气液两相的重力分离存在分离不彻底的问题，始终有少量以滴状或雾状形式存在的液态电解液随氢气一同进入后续设备和管道，形成腐蚀和污染风险，蒸发形成的水蒸汽也增大了后续氢气干燥处理的负荷。
为了解决以上问题，提出本实用新型。
实用新型内容
在电解海水制氢系统中，因为电解液高浓度的含盐量，在常规气液分离器内重力分离后，粗氢气除了会携带水蒸汽、液态电解质，还会有少量的析出颗粒盐被带走，必须对此三者进行分离去除。为了解决上述问题，本实用新型提供一种组合式的电解海水用气液分离器，对重力分离后的粗氢气进行冷却和多级过滤，实现氢气与液体固体的彻底分离，氢气中水蒸汽含量的大幅降低。
一种电解海水用气液分离器，其包括依次相连的卧式重力分离罐2、冷却器4和多级过滤器7；
所述卧式重力分离罐2一侧设置有气液进口1，另一侧上部设置有出气口，所述卧式重力分离罐2底部设置有液体出口3；
所述卧式重力分离罐2的出气口与所述冷却器4下部的进气口相连通，所述冷却器4上部的出气口与所述多级过滤器7底部的进气口相连通；
所述多级过滤器7的顶部设置有氢气出口9。
优选地，所述多级过滤器7包括罐体，所述罐体内从下往上依次设置有不锈钢丝网捕捉块5、钛烧结滤芯6和聚四氟乙烯膜滤芯8。
优选地，所述不锈钢丝网捕捉块5设置在所述多级过滤器7底部的进气口处，用于对进入罐体内的氢气进行初级过滤。
优选地，所述钛烧结滤芯6设置在第一挡板上，所述聚四氟乙烯膜滤芯8设置在第二挡板上；所述第一挡板和第二挡板均固定在所述罐体的内壁侧，所述第一挡板设置在第二挡板下方。
优选地，所述聚四氟乙烯膜滤芯8为疏水透气型气体过滤膜片，其过滤精度为0.1μm。
优选地，所述钛烧结滤芯6的过滤精度为1μm。
优选地，所述不锈钢丝网捕捉块5为不锈钢丝网除沫器。
优选地，所述卧式重力分离罐2的出气口与所述冷却器4的进气口通过法兰连接。
优选地，所述冷却器4的出气口与所述多级过滤器7的进气口通过法兰连接。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型不仅有卧式重力分离罐，能将气体液体初步分离开；而且针对刚重力分离的氢气中含水蒸汽较多的实际情况，设置了冷却器，将水蒸汽冷却凝结去除的同时，还能够携带一部分液态固态杂质一起下滴，与向上的氢气流分离；从冷却器出来的氢气进入多级过滤器内，先通过不锈钢丝网捕捉块，将气流中较大的液滴捕捉拦截形成足够大的液滴粒径后下滴，再通过过滤精度可达1μm的钛烧结滤芯截留较细雾滴及固体颗粒，最后通过过滤精度极高的聚四氟乙烯膜滤芯截留更细粒径的液体固体，因为聚四氟乙烯膜具有疏水透气的特性，且过滤精度高达0.1μm,液态和固态污染物截留效率可达99.99％以上，能够实现氢气与液体固体的彻底分离和水蒸汽含量的大幅降低。
附图说明
图1为本实用新型电解海水用气液分离器的结构示意图；
附图标记说明：1.气液进口，2.卧式重力分离罐，3.液体出口，4.冷却器，5.不锈钢丝网捕捉块，6.钛烧结滤芯，7.多级过滤器，8.聚四氟乙烯膜滤芯，9.氢气出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1，一种电解海水用气液分离器，其包括依次相连的卧式重力分离罐2、冷却器4和多级过滤器7三个部分。
卧式重力分离罐2一侧设置有气液进口1，另一侧上部设置有出气口，卧式重力分离罐2底部设置有液体出口3；卧式重力分离罐2的出气口与冷却器4下部的进气口相连通，冷却器4上部的出气口与多级过滤器7底部的进气口相连通；
多级过滤器7的顶部设置有氢气出口9。
其中，卧式重力分离罐2的出气口与冷却器4的进气口通过法兰密封连接，冷却器4的出气口与多级过滤器7的进气口通过法兰密封连接。
多级过滤器7包括罐体，罐体内从下往上依次设置有不锈钢丝网捕捉块5、钛烧结滤芯6和聚四氟乙烯膜滤芯8；不锈钢丝网捕捉块5为不锈钢丝网除沫器，钛烧结滤芯6的过滤精度为1μm，聚四氟乙烯膜滤芯8为疏水透气型气体过滤膜片，其过滤精度为0.1μm。
不锈钢丝网捕捉块5设置在多级过滤器7底部的进气口处，用于对进入罐体内的氢气进行初级过滤，将颗粒较大的液滴或盐颗粒截留在不锈钢丝网捕捉块5中，进而氢气中较多的污染物被容纳在不锈钢丝网捕捉块5中，而后氢气流向钛烧结滤芯6，气体中较细液滴或盐颗粒被截留在钛烧结滤芯6中，最后氢气流向聚四氟乙烯膜滤芯8，聚四氟乙烯膜滤芯8将氢气中剩余的液体和极细颗粒进行截留后，氢气从氢气出口9排出多级过滤器7，进而完成气液分离。
优选地，钛烧结滤芯6设置在第一挡板上，第一挡板上具有供钛烧结滤芯6的滤芯口穿过的开口，钛烧结滤芯6通过第一挡板上的开口可拆卸的安装在第一挡板上。聚四氟乙烯膜滤芯8设置在第二挡板上，第二挡板上具有供聚四氟乙烯膜滤芯8的滤芯口穿过的开口，聚四氟乙烯膜滤芯8通过第二挡板上的开口可拆卸地安装在第二挡板上。
第一挡板和第二挡板均固定在罐体的内壁侧，第一挡板设置在第二挡板下方。
优选地，钛烧结滤芯6和聚四氟乙烯膜滤芯8均设置有多个。
使用时，电解槽中产出的电解液和氢气混合物从气液进口1流入卧式重力分离罐2，电解液从卧式重力分离罐2的罐体下部的液体出口3流出，携带有液固杂质的粗氢气从卧式重力分离罐2的出气口流入冷却器4。经冷却器4冷却后的氢气进入多级过滤器7，先经不锈钢丝网除沫器，将氢气气流中较大的液滴捕捉拦截形成足够大的液滴粒径后下滴，同时将较大的固体颗粒进行截留，之后，氢气气流流向钛烧结滤芯6，钛烧结滤芯6将氢气气流中较细的雾滴及固体颗粒进行截留之后，氢气气流流经聚四氟乙烯膜滤芯8，聚四氟乙烯膜滤芯8将氢气气流中更细粒径的液滴及固体颗粒进行截留，最后氢气从氢气出口9流出，完成电解液与氢气气液分离全过程。
优选地，在第一挡板与第二挡板之间设置有集水池，集水池为环形凹槽，其固定在所述罐体的内壁上。所述环形凹槽中间形成有供氢气流过的排气通道，排气通道上端设置有防护帽，所述排气通道和所述防护帽之间设置有排气口。
集水池底部还设置有第二排水口，所述第二排水口与第一挡板上的第一排水口通过不锈钢套管连通。
氢气从钛烧结滤芯6流经后，从排气通道经排气口流向聚四氟乙烯膜滤芯8，由于聚四氟乙烯膜滤芯8过滤精度较高，其致密性较好，聚四氟乙烯膜滤芯8将氢气中的剩余的液体和极细颗粒进行再次拦截后，其表面截留的液体由于重力作用，滴落到集水池内，液体顺着第二排水口排出，沿着不锈钢套管内的聚丙烯细纤维束缓慢地下滴，从第一排水口排出，最终从多级过滤器7的进气口流出。由于排气通道上端设置有防护帽，液体不会从排气通道滴落到第一挡板上。
上述的冷却器4冷却凝结形成的液滴、不锈钢丝网捕捉块5拦截聚集形成的液滴、钛烧结滤芯6表面聚结的液滴、聚四氟乙烯膜滤芯8表面聚结的液滴，均依靠自身重力下滴或下流，流至卧式重力分离罐2内，回到电解液流体当中。
以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种电解海水用气液分离器，其特征在于，包括依次相连的卧式重力分离罐(2)、冷却器(4)和多级过滤器(7)；
所述卧式重力分离罐(2)一侧设置有气液进口(1)，另一侧上部设置有出气口，所述卧式重力分离罐(2)底部设置有液体出口(3)；
所述卧式重力分离罐(2)的出气口与所述冷却器(4)下部的进气口相连通，所述冷却器(4)上部的出气口与所述多级过滤器(7)底部的进气口相连通；
所述多级过滤器(7)的顶部设置有氢气出口(9)。
2.根据权利要求1所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述多级过滤器(7)包括罐体，所述罐体内从下往上依次设置有不锈钢丝网捕捉块(5)、钛烧结滤芯(6)和聚四氟乙烯膜滤芯(8)。
3.根据权利要求2所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述不锈钢丝网捕捉块(5)设置在所述多级过滤器(7)底部的进气口处，用于对进入罐体内的氢气进行初级过滤。
4.根据权利要求2所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述钛烧结滤芯(6)设置在第一挡板上，所述聚四氟乙烯膜滤芯(8)设置在第二挡板上；所述第一挡板和第二挡板均固定在所述罐体的内壁侧，所述第一挡板设置在第二挡板下方。
5.根据权利要求2所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述聚四氟乙烯膜滤芯(8)为疏水透气型气体过滤膜片，其过滤精度为0.1μm。
6.根据权利要求2所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述钛烧结滤芯(6)的过滤精度为1μm。
7.根据权利要求2所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述不锈钢丝网捕捉块(5)为不锈钢丝网除沫器。
8.根据权利要求1所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述卧式重力分离罐(2)的出气口与所述冷却器(4)的进气口通过法兰连接。
9.根据权利要求1所述的电解海水用气液分离器，其特征在于，所述冷却器(4)的出气口与所述多级过滤器(7)的进气口通过法兰连接。
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