CN221071669U - 一种具有内部冷却通道的电解槽极板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有内部冷却通道的电解槽极板，涉及电解槽极板技术领域，包括：板体、若干组冷却通道、进口段和出口段，所述进口段位于板体的下方一侧，所述出口段位于板体的上方另一侧，所述冷却通道的齿距为L，所述冷却通道的夹角为θ。本实用新型中的板体不仅能够带走电解反应产生的热量，降低电解槽的温度，还能够对温度进行调节，通过控制冷却水的流量大小使电解槽温度维持在特定温度范围内，其中，冷却水经过换热后的温度可以达到60～70℃左右，流出板体后可以与KOH原料配制形成碱液，实现对余热的回收，提高电解槽能量利用效率，其次，能够增大换热面积，使冷却水与电解反应区进行充分换热，达到较好的换热效。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解槽极板技术领域，尤其涉及一种具有内部冷却通道的电解槽极板。
背景技术
电解水制氢技术具有技术成熟、生产成本低等优点，是目前常用的商业化制氢技术之一，其中电解槽是核心的制氢装备。常用的圆形电解槽采用强制循环的运行方式，由于电流密度的限制，单台产能有限，每小时产能最高在1000标方左右。为了突破产能的限制，采用膜极距技术和自然循环运行方式的方形电解槽正成为新型的制氢设备。
无论是圆形槽还是方形槽，均由若干个电解小室串联而成，每个电解小室又由隔膜、阴阳电极、极板、极框等部件组成。其中极板是一种支撑件，起到支撑和导电的作用。
现有技术中，如中国专利CN216550757U公开了电解槽极板，包括：极框，中间具有贯通顶端和底端的安装孔；面板，具有阴极板面和阳极板面，所述面板收容在所述安装孔内，且所述面板的周向与所述极框固定连接；阴极催化材料层，涂覆在所述阴极板面上；阳极催化材料层，涂覆在所述阳极板面上。
现有技术中，方形槽和圆形槽相比，方形槽能够突破电流密度的限制，但伴随而来的问题是在电解过程中容易产生大量的热量，如果不能及时排出，会造成电解设备的停机，同时降低设备的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型主要提供一种能够实现对电解反应产生的余热进行回收，同时也能够对电解槽的温度进行调节的具有内部冷却通道的电解槽极板。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种具有内部冷却通道的电解槽极板，包括：板体、若干组冷却通道、进口段和出口段，所述进口段位于板体的下方一侧，所述出口段位于板体的上方另一侧，所述冷却通道的齿距为L，所述冷却通道的夹角为θ，其中，板体不仅能够带走电解反应产生的热量，降低电解槽的温度，还能够对温度进行调节，通过控制冷却水的流量大小使电解槽温度维持在特定温度范围内，其次，更改齿距L、夹角θ和冷却通道2的间距均可以增减换热面积。
优选的，若干组所述冷却通道呈锯齿型并且等间距排布在板体的内部，所述冷却通道为锯齿形状结构，每条冷却通道的几何参数均由齿距L和夹角θ控制，这种锯齿型的冷却通道可以增大冷却水的换热面积，有利于增强换热。
优选的，所述板体的宽度为850mm，所述板体的高度为1300mm，所述板体的厚度为3mm，其中，冷却通道2的高度取本体1厚度的2/3，即高度为2mm，通常情况下，冷却通道2的高度须在本体1厚度1/3～2/3之间。
优选的，所述夹角θ为90°，所述齿距L为170mm，所述冷却通道之间的间距为80mm，其中，通过调整齿距L和夹角θ的大小可以使冷却通道2的换热面积达到一个合适的值，同样的，通过更改间距来增减冷却通道2的数量，从而增减换热面积，
优选的，所述冷却通道的截面形状为矩形，其中，冷却通道2的横截面形状并不局限于矩形，还可以是圆形、三角形等其它形状，同时，冷却通道2的形状并不局限于锯齿形，也可以是波浪形状以及其它的改型，在锯齿形的基础上演化而来的波浪形冷却通道2同样具有良好的换热性能。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
1、本实用新型中的板体不仅能够带走电解反应产生的热量，降低电解槽的温度，还能够对温度进行调节，通过控制冷却水的流量大小使电解槽温度维持在特定温度范围内；
2、本实用新型中，冷却水经过换热后的温度可以达到60～70℃左右，流出板体后可以与KOH原料配制形成碱液，实现对余热的回收，提高电解槽能量利用效率。
2、本实用新型中提出的锯齿形状的冷却通道能够增大换热面积，使冷却水与电解反应区进行充分换热，达到较好的换热效。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种具有内部冷却通道的电解槽极板示意图；
图2为图1中A的进口区域的局部放大图；
图3为图1中B的出口区域的局部放大图；
图4为板体的剖面图和冷却水流动示意图；
图5为板体进口区域三维示意图；
图6为波浪形冷却通道的极板示意图。
图例说明：1、板体；2、冷却通道；3、进口段；4、出口段。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
请参阅图1－图6，本实用新型提供一种技术方案：一种具有内部冷却通道的电解槽极板，包括：板体1、若干组冷却通道2、进口段3和出口段4，进口段3位于板体1的下方一侧，出口段4位于板体1的上方另一侧，冷却通道2的齿距为L，冷却通道2的夹角为θ，其中，板体不仅能够带走电解反应产生的热量，降低电解槽的温度，还能够对温度进行调节，通过控制冷却水的流量大小使电解槽温度维持在特定温度范围内，其次，更改齿距L、夹角θ和冷却通道2的间距均可以增减换热面积，但这需要满足两个要求：一、冷却通道2的总换热面积不应低于电解反应区面积的1/3；二、换热面积的增加不应影响到极板的结构强度，设计人员需要从换热计算和强度计算两方面去验证这些参数是否满足要求。
如图1所示，若干组冷却通道2呈锯齿型并且等间距排布在板体1的内部，冷却通道2为锯齿形状结构，每条冷却通道2的几何参数均由齿距L和夹角θ控制，这种锯齿型的冷却通道2可以增大冷却水的换热面积，有利于增强换热。
如图1和图4所示，板体1的宽度为850mm，板体1的高度为1300mm，板体1的厚度为3mm，冷却通道2之间的间距为80mm，其中，冷却通道2的高度取板体1厚度的2/3，即高度为2mm，通常情况下，冷却通道2的高度须在板体1厚度1/3～2/3之间。
如图1所示，夹角θ为90°，齿距L为170mm，冷却通道2之间的间距为80mm，其中，通过调整齿距L和夹角θ的大小可以使冷却通道2的换热面积达到一个合适的值，同样的，通过更改间距来增减冷却通道2的数量，从而增减换热面积。
如图1、图5和图6所示，冷却通道2的截面形状为矩形，其中，冷却通道2的横截面形状并不局限于矩形，还可以是圆形、三角形等其它形状，同时，冷却通道2的形状并不局限于锯齿形，也可以是波浪形状以及其它的改型，在锯齿形的基础上演化而来的波浪形冷却通道2同样具有良好的换热性能。
本装置的使用方法及工作原理：冷却水首先通过泵入方式进入底部进口段3中，在把出口段4与出液管相连接，泵入的冷却水通过进液管流入进口段3，之后分流进入各个冷却通道2内部，从下往上进行流动，在冷却通道2内部通过板体1与电解反应区进行充分换热，最终在出口段4区域汇集在一起，排出板体1并带走热量出液管将换热后的冷却水输送至储水槽中，然后与KOH原料配置形成碱液，该过程实现了对余热的回收并对槽体温度进行调节。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种具有内部冷却通道的电解槽极板，其特征在于，包括：板体(1)、若干组冷却通道(2)、进口段(3)和出口段(4)，所述进口段(3)位于板体(1)的下方一侧，所述出口段(4)位于板体(1)的上方另一侧，所述冷却通道(2)的齿距为L，所述冷却通道(2)的夹角为θ。
2.根据权利要求1所述的具有内部冷却通道的电解槽极板，其特征在于：若干组所述冷却通道(2)呈锯齿型并且等间距排布在板体(1)的内部，所述冷却通道(2)为锯齿形状结构。
3.根据权利要求1所述的具有内部冷却通道的电解槽极板，其特征在于：所述板体(1)的宽度为850mm，所述板体(1)的高度为1300mm，所述板体(1)的厚度为3mm。
4.根据权利要求2所述的具有内部冷却通道的电解槽极板，其特征在于：所述夹角θ为90°，所述齿距L为170mm，所述冷却通道(2)之间的间距为80mm。
5.根据权利要求2所述的具有内部冷却通道的电解槽极板，其特征在于：所述冷却通道(2)的截面形状为矩形。
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| CN202323062135.4U CN221071669U (zh) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | 一种具有内部冷却通道的电解槽极板 |
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| CN (1) | CN221071669U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118932370A (zh) * | 2024-07-23 | 2024-11-12 | 华北电力大学 | 一种碱性水电解双极板、电解单元、电解槽及制氢系统 |
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2023
- 2023-11-14 CN CN202323062135.4U patent/CN221071669U/zh active Active
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