RU2341590C2 - Hydrogen production device - Google Patents
Hydrogen production device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341590C2 RU2341590C2 RU2006138783/15A RU2006138783A RU2341590C2 RU 2341590 C2 RU2341590 C2 RU 2341590C2 RU 2006138783/15 A RU2006138783/15 A RU 2006138783/15A RU 2006138783 A RU2006138783 A RU 2006138783A RU 2341590 C2 RU2341590 C2 RU 2341590C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- hydrogen
- pipelines
- sensor
- supply
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды, и может быть использовано в химической и других областях промышленности, а также для получения водорода и кислорода для бытовых и других целей.The invention relates to electrochemical technology, in particular to devices for producing hydrogen and oxygen by electrolysis of water, and can be used in chemical and other industries, as well as to produce hydrogen and oxygen for domestic and other purposes.
Известно устройство для получения газов методом электролиза, например водорода и кислорода, включающее биполярный электролизер, соединенный с емкостью питательной воды, водородные и кислородные разделительные колонки, снабженные трубопроводами вывода соответственно водорода и кислорода, с размещенными на них средствами поддержания давления и клапаны аварийного сброса (патент RU 2046841, кл. С25В 1/12, 1995).A device for producing gases by electrolysis, for example hydrogen and oxygen, is known, including a bipolar electrolyzer connected to a feed water tank, hydrogen and oxygen separation columns equipped with hydrogen and oxygen outlet pipelines, respectively, with pressure support means and emergency relief valves placed on them (patent RU 2046841, class C25B 1/12, 1995).
Недостатком известного устройства является его низкая надежность, большие эксплуатационные затраты, а также в известном устройстве не обеспечена безопасность эксплуатации.A disadvantage of the known device is its low reliability, high operating costs, and also the known device does not provide operational safety.
Электролитическая жидкость, подаваемая в электролизер, содержит воду, но может содержать любые вещества, способствующие работе используемого электролизера, такие как кислоты или основания. Термин «вода» относится к любой такой электролитической жидкости.The electrolytic liquid supplied to the electrolyzer contains water, but may contain any substances that contribute to the operation of the electrolyzer used, such as acids or bases. The term "water" refers to any such electrolytic liquid.
Наиболее близкой по своей технической сущности к описываемому изобретению является установка для производства водорода, содержащая фильтропрессный электролизер, соединенный коллектором питания с устройством заправки водой, и газожидкостными трубопроводами с фазоразделителями водорода и кислорода, имеющими трубопроводы вывода водорода и кислорода, регулятор давления кислорода, датчик давления, датчик уровня и трубопроводы подачи водорода и кислорода потребителю (патент RU 2038422, кл. С25В 1/02, 1995).The closest in technical essence to the described invention is a hydrogen production unit containing a filter press electrolyzer connected to a power collector with a water refueling device, and gas-liquid pipelines with hydrogen and oxygen phase separators having hydrogen and oxygen output pipelines, an oxygen pressure regulator, a pressure sensor, level sensor and pipelines for supplying hydrogen and oxygen to the consumer (patent RU 2038422, class С25В 1/02, 1995).
Недостатком известного устройства является то, что полученные газы имеют невысокую чистоту и повышенную влажность, другим недостатком является отсутствие контроля температуры поверхности электролизера.A disadvantage of the known device is that the resulting gases have a low purity and high humidity, another disadvantage is the lack of temperature control of the surface of the cell.
Технической задачей изобретения является обеспечение безопасности эксплуатации, повышение надежности и чистоты полученных газов, а также снижение эксплуатационных затрат.An object of the invention is to ensure operational safety, improving the reliability and purity of the gases obtained, as well as reducing operating costs.
Поставленная техническая задача решается тем, что установка для производства водорода содержит фильтропрессный электролизер, соединенный коллектором питания с устройством заправки водой, и газожидкостными трубопроводами с фазоразделителями водорода и кислорода, имеющими трубопроводы вывода водорода и кислорода, регулятор давления кислорода, датчик давления, датчик уровня и трубопроводы подачи водорода и кислорода потребителю, при этом новым является то, что установка снабжена, подключенными последовательно, по ходу потока, к трубопроводам вывода водорода и кислорода соответственно фильтрами для отделения влаги и остатков электролита из водорода и кислорода и блоками фильтров для уменьшения влажности водорода и кислорода, а также установка снабжена датчиком температуры, подключенным к электролизеру, для отключения блока электропитания при превышении температуры электролизера 80°С, при этом датчик давления выполнен в виде датчика дисбаланса давления, подключенного к трубопроводам подачи водорода и кислорода потребителю, причем регулятор давления кислорода установлен на трубопроводе подачи кислорода потребителю.The stated technical problem is solved in that the hydrogen production plant comprises a filter press electrolyzer connected to a power collector with a water refueling device, and gas-liquid pipelines with hydrogen and oxygen phase separators having hydrogen and oxygen output pipelines, an oxygen pressure regulator, a pressure sensor, a level sensor and pipelines the supply of hydrogen and oxygen to the consumer, while new is that the installation is equipped with connected in series, upstream, to the pipe the hydrogen and oxygen output wires, respectively, with filters to separate moisture and electrolyte residues from hydrogen and oxygen and filter blocks to reduce the moisture of hydrogen and oxygen, and the installation is equipped with a temperature sensor connected to the electrolysis cell to turn off the power supply unit when the temperature of the cell exceeds 80 ° C, the pressure sensor is made in the form of a pressure imbalance sensor connected to the pipelines of hydrogen and oxygen supply to the consumer, and the oxygen pressure regulator is set updated on the oxygen supply line to the consumer.
На чертеже показана функциональная схема установки для производства водорода.The drawing shows a functional diagram of a plant for the production of hydrogen.
Установка для производства водорода содержит:Installation for the production of hydrogen contains:
1 - Фильтропрессный электролизер.1 - Filter press electrolyzer.
2 - Фазоразделитель водорода.2 - Phase separator of hydrogen.
3 - Устройство заправки водой.3 - Water refueling device.
4 - Датчик уровня.4 - Level sensor.
5 - Фазоразделитель кислорода.5 - Phase separator of oxygen.
6 - Фильтр для отделения влаги и остатков электролита из водорода.6 - Filter for separating moisture and electrolyte residues from hydrogen.
7 - Фильтр для отделения влаги и остатков электролита из кислорода.7 - Filter for separating moisture and electrolyte residues from oxygen.
8 - Блок фильтров для уменьшения влажности водорода.8 - Filter block to reduce the moisture content of hydrogen.
9 - Блок фильтров для уменьшения влажности кислорода.9 - Filter block to reduce oxygen humidity.
10 - Регулятор давления кислорода.10 - Oxygen pressure regulator.
11 - Датчик давления.11 - Pressure sensor.
12 - Датчик температуры.12 - Temperature sensor.
13 - Блок автоматики.13 - Block automation.
В состав блока автоматики входят:The automation unit includes:
- плата управления;- control board;
- датчик давления для отключения блока электропитания при превышении давления выше допустимого;- a pressure sensor to turn off the power supply when the pressure is higher than permissible;
- датчик температуры для отключения блока электропитания при превышении температуры электролизера 80°С;- a temperature sensor to turn off the power supply when the temperature of the cell exceeds 80 ° C;
- датчик уровня для отключения блока электропитания при понижении уровня щелочи ниже определенного уровня.- a level sensor to turn off the power supply when the alkali level drops below a certain level.
Блок электропитания выполнен на базе источника сварочного тока инверторного типа.The power supply unit is made on the basis of an inverter type welding current source.
Установка для производства водорода работает следующим образом.Installation for the production of hydrogen works as follows.
При пропускании постоянного электрического тока через электролит (20% раствор едкого кали КОН) в электролизере 1 вода разлагается на водород и кислород. Из электролизера 1 газы подают в фазоразделители 2 и 5. Фазоразделитель водорода и кислорода предназначены для циркуляции и охлаждения электролита, отделения водорода и кислорода от газожидкостной эмульсии и очистки водорода и кислорода от остатков электролита. После этого для отделения от влаги и остатков электролита газы проходят через фильтры 6 и 7, повышая свою чистоту, и блоки 8, 9 фильтров испарителей водорода и кислорода, уменьшая при этом влажность газов, и далее поступают к потребителю. Уровни давлений водорода/кислорода поддерживают регулятором 10 давления кислорода и датчиком 11 дисбаланса давления, подключенными к блоку автоматики 13. При неодновременном использовании наработанных газов срабатывает датчик 11 дисбаланса давления газов, подключенный к блоку автоматики 13, который принимает меры по восстановлению баланса давлений.When passing a constant electric current through an electrolyte (20% solution of potassium hydroxide KOH) in electrolyzer 1, water decomposes into hydrogen and oxygen. Gases are supplied from electrolyzer 1 to phase separators 2 and 5. The hydrogen and oxygen phase separator is used for circulation and cooling of the electrolyte, separation of hydrogen and oxygen from the gas-liquid emulsion, and purification of hydrogen and oxygen from electrolyte residues. After that, to separate from moisture and electrolyte residues, gases pass through filters 6 and 7, increasing their purity, and filter blocks 8, 9 of hydrogen and oxygen evaporators, while reducing gas humidity, and then go to the consumer. The hydrogen / oxygen pressure levels are maintained by the oxygen pressure regulator 10 and the pressure imbalance sensor 11 connected to the automation unit 13. When the accumulated gases are used at the same time, the gas pressure imbalance sensor 11 is connected to the automation unit 13, which takes measures to restore the pressure balance.
Уровень электролита контролируется датчиком уровня 4, подключенным также к блоку автоматики 13. Заправка водой устройства 3 производится через горловину, а отвод газов и слив электролита через соответствующие отводы. При прекращении работы источник электропитания должен быть выключен.The electrolyte level is controlled by a level 4 sensor, also connected to the automation unit 13. The device 3 is charged with water through the neck, and the gases are drained and the electrolyte is drained through the corresponding taps. When shutting down, the power supply must be turned off.
Установка фильтров 6 и 7 водорода и кислорода соответственно обеспечивает улавливание капельной влаги, содержащейся в водороде и кислороде, и таким образом повышает чистоту генерируемых газов.The installation of filters 6 and 7 of hydrogen and oxygen, respectively, provides for the capture of droplet moisture contained in hydrogen and oxygen, and thus increases the purity of the generated gases.
При превышении температуры электролизера 80°С датчик температуры 12 подает сигнал на блок автоматики 13 для отключения блока электропитания, что приводит к восстановлению теплового баланса электролизера 1. В состав установки для охлаждения также входят вентиляторы, на схеме не показаны.When the temperature of the cell exceeds 80 ° C, the temperature sensor 12 sends a signal to the automation unit 13 to turn off the power supply, which leads to the restoration of the heat balance of the cell 1. The cooling system also includes fans, not shown in the diagram.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138783/15A RU2341590C2 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Hydrogen production device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138783/15A RU2341590C2 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Hydrogen production device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006138783A RU2006138783A (en) | 2008-05-10 |
| RU2341590C2 true RU2341590C2 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=39799716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138783/15A RU2341590C2 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Hydrogen production device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2341590C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500837C1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Multielement matrix filter-press water electrolysis unit |
-
2006
- 2006-11-03 RU RU2006138783/15A patent/RU2341590C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500837C1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Multielement matrix filter-press water electrolysis unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006138783A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5711865A (en) | Electrolytic gas producer method and apparatus | |
| CN105862066B (en) | High-pressure proton membrane water electrolysis device and method | |
| CN107849713B (en) | The reduction method and electrolysis system of carbon dioxide are utilized for electrochemistry | |
| EP3680364B1 (en) | Electrolytic device | |
| CA3117925C (en) | Method of producing hydrogen | |
| WO2021129566A1 (en) | Device and method for preparing high-purity hydrogen and/or oxygen by electrolyzing water | |
| US20170342006A1 (en) | Method for efficient co2 degasification | |
| EA031326B1 (en) | Apparatus and method for operating an electrolysis with an oxygen depolarized cathode | |
| CN114086197A (en) | Discharged liquid recovery system of water electrolysis hydrogen production device and control method of recovery system | |
| RU2341590C2 (en) | Hydrogen production device | |
| CN209957903U (en) | Electrochemical preparation equipment for ultrapure hydrogen and ultrapure oxygen | |
| CN1107743C (en) | Water-electrolyzing hydrogen generator | |
| KR100660176B1 (en) | Hydrogen Generaton by electroysis of water | |
| RU2481880C1 (en) | Combined system of electrochemical air regeneration for sealed premises | |
| KR20150101798A (en) | Liquid purification system for seawater electrolysis | |
| CN205435069U (en) | Close sealing oil system of generator single current ring type made in russia with sealed oily degasser | |
| CN207552215U (en) | A kind of NMP dewatering membranes are impregnated with gasification purifying plant | |
| CN2496880Y (en) | Hydrogen and oxygen preparation apparatus by electrolysis of water | |
| CN101818354A (en) | Water electrolysis system of solid polymer electrolyte | |
| JP4228144B2 (en) | Solid polymer water electrolysis hydrogen production system | |
| CN204745280U (en) | Energy -conserving medical oxygenerator | |
| CN221141400U (en) | Sea floating platform sea water desalination hydrogen production sled dress device | |
| CN217104083U (en) | Coupling seawater desalination hydrogen production system based on renewable energy power generation | |
| CN220766629U (en) | Supersaturated hydrogen-rich ion water production equipment | |
| US20240141512A1 (en) | Co2 electrolysis plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081104 |