CN2900553Y - 新型电解槽 - Google Patents

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宋刚祥
吕东方
毕胜利
薛贺来
吴文宏
李军
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Abstract

一种新型电解槽，是水电解制氢、氧装置中的核心部件，它在继承传统电解槽结构特点的基础上，形成了一种新型的电解槽结构，每个电解小室由氧极框、氢极框、支撑网、电极、隔膜及密封垫片组成，电解小室之间装有极板。新型电解槽采用了非金属极框结构，减轻了重量，降低了成本，同时解决了极框腐蚀问题。

Description

新型电解槽
(一)、技术领域
本实用新型涉及一种水电解制氢、氧的新型电解槽。
(二)、背景技术
电解槽，是水电解制氢(氧)装置中的核心部件。电解槽是由众多电解小室串联组成。将这些电解小室通过端压板、碟形弹簧、螺母和拉紧螺栓连接在一起，即构成一个完整的电解槽。电解小室一般分为阴极室和阳极室，中间加上隔膜，以防止氢氧气体相互渗透。通常的电解槽电解小室是这样构成的：极板和极框焊接在一起，构成双极性极框组件，极板上带有凸起，凸起起到支撑电极、导电和提供流场的作用，极框组件之间依次加上电极、隔膜、密封垫片、电极，这样，极框组件、电极和隔膜之间就形成了阴极室或阳极室。当然，隔膜和密封垫片可为分体式结构，也可做成一体式结构。这种电解槽的缺点是：1.由于极框为钢材结构，整个电解槽重量很大；2.由于气液通道均开在极框上，在强碱性环境下，极框腐蚀严重；3.凸起式极板结构导电性较差，导致小室电压较高，耗电量增加。4.凸起式极板结构对电极的支撑性能也不好，不能使电极和隔膜之间形成零间距，也会导致小室电压升高，整机耗电量增加。
(三)、发明内容
为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种新型电解槽，它能大幅度降低电解槽重量，提高电解效率，降低能耗，同时解决电解槽的腐蚀问题。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：它由电解小室、端压板、碟形弹簧、螺母和拉紧螺栓组成，电解小室通过端压板、碟形弹簧、螺母和拉紧螺栓连接在一起，即构成一个完整的电解槽，其特征在于：电解小室由氧极框、氢极框、支撑网、电极、隔膜、密封垫片及极板组成；所述的氧极框、极板和氢极框组合在一起形成双极性极框组件，双极板两侧依次为提供支撑电极、导电和提供流场的支撑网、电极、隔膜和密封垫片，构成电解的阴极室和阳极室；所述的氧极框和氢极框为一体式结构，其中嵌入极板，极板和氧、氢极框之间采用压紧连接。
本实用新型与现有的技术相比有以下优点：1.由于氧极框和氢极框采用了非金属材料制作，可大幅度降低电解槽的重量，同时也大大降低的电解槽成本；2.由于气液通道均开在极框上，这样，本实用新型的非金属极框结构可完全防止碱液的腐蚀；3.在电解小室中，极板和电极之间采用了支撑网结构，大大增加了极板和电极的接触面，有效保证了电极和隔膜之间的零间距，提高了电解效率，降低了能耗。
(四)、附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型主视图；
图2为本实用新型侧视图；
图3为本实用新型图2中的A-A剖视图。
(五)、具体实施方式
本实用新型采用压滤型双极性电解槽结构，从外观上看，由拉紧螺栓1、螺母2、碟形弹簧3、端压板4、接线端子5、氧气液出口6、氢气液出口7、碱液进口8组成。从内部结构上看，每个电解小室由氧极框12、极板19、氢极框13、支撑网16、电极17、隔膜18、密封垫片11组成，电解产生的氢气和氧气分别从各自出口通道流出，汇聚到中间极框15，然后氢气从氢气液出口7流出，氧气从氧气液出口6流出。所述的氧极框12、氢极框13上有气液通道14。碱液从碱液进口8流进，先分别流向左端极框10和右端极框20，然后再流向各自电解小室。其中，左端极框10、右端极框20和端压板4之间还设置了绝缘板9，以防电连接，起到安全隔离电的作用。
所述的氧极框12和氢极框13两面内外侧均有密封线。所述的氧极框12和氢极框13两面内外侧均有密封线。所述的支撑网16为拉伸网、编织网或多孔板。所述的支撑网16的材料为不锈钢或纯镍。所述的电极17为基体上附着活性催化剂的不锈钢或纯镍。所述的隔膜18为聚苯硫醚类或其它类有机材料。所述的密封垫片11为聚四氟乙烯有机合成材料。所述极板19的材料为不锈钢板或镍板，它和氧、氢极框12、13之间采用压紧连接。所述的氧极框12和氢极框13为一体式结构，其中嵌入极板19。

Claims (9)

1、一种新型电解槽，由电解小室、端压板、碟形弹簧、螺母和拉紧螺栓组成，电解小室通过端压板(4)、碟形弹簧(3)、螺母(2)和拉紧螺栓(1)连接在一起，即构成一个完整的电解槽，其特征在于：电解小室由氧极框(12)、氢极框(13)、支撑网(16)、电极(17)、隔膜(18)、密封垫片(11)及极板(19)组成；所述的氧极框(12)、极板(19)和氢极框(13)组合在一起形成双极性极框组件，双极板两侧依次为提供支撑电极、导电和提供流场的支撑网(16)、电极(17)、隔膜(18)和密封垫片(11)，构成电解的阴极室和阳极室；所述的氧极框(12)和氢极框(13)为一体式结构，其中嵌入极板(19)，极板(19)和氧、氢极框(12、13)之间采用压紧连接。
2、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述的氧极框(12)和氢极框(13)的材料为聚砜类有机材料。
3、根据权利要求2所述的新型电解槽，其特征在于：所述的氧极框(12)和氢极框(13)两面内外侧均有密封线。
4、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述的支撑网(16)为拉伸网、编织网或多孔板。
5、根据权利要求1或4所述的新型电解槽，其特征在于：所述的支撑网(16)的材料为不锈钢或纯镍。
6、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述的电极电极(17)为基体上附着活性催化剂的不锈钢或纯镍。
7、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述的隔膜隔膜(18)为聚苯硫醚类或其它类有机材料。
8、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述的密封垫片(11)为聚四氟乙烯有机合成材料。
9、根据权利要求1所述的新型电解槽，其特征在于：所述极板(19)的材料为不锈钢板或镍板。
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