[實用新型]電解液自循環中壓水電解制氫系統

有效

• 申請號: 201220611944.9
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN202945332U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 呂國愛;武興兵
• 申請（專利權）人: 揚州中電制氫設備有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/00
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 秦關華

技術領域

本實用新型涉及水電解制氫技術，特別是一種電解液自循環中壓水電解制氫系統。

背景技術

氫氣是一種高效、無污染的潔凈能源，在國防工業、交通運輸、金屬切割、醫藥衛生等技術領域有著廣泛和重要的應用。現有技術水電解制氫系統中的電解液的循環是靠電解液循環泵的動力作用進行的，水被堿性電解液經電解產成氫和氧后，循環泵將帶有氫和氧的電解液加壓，輸送到下級氫氧分離器中，使氣體與電解液得以分離，且被分離氣體經相應的氣體出口管輸出，電解液經回流管回流到電解槽中，再不斷循環地將水電解成氫和氧。電解槽內電解所用的電解液呈堿性溶液，電解液循環泵工作時長期處于高溫、高壓、強堿作用下，故障頻繁，極易發生滲漏現象。循環泵在工作時還有能耗高，噪聲大等缺點。這一方面又極大增加了電解槽的維護成本；另一方面使得電解槽很難保證連續、穩定的工作，直接影響了電解槽的正常工作。

發明內容

本實用新型目的在于提供一種工作穩定、電解效率高、維修簡單、使用壽命長、不需要電解液循環泵的電解液自循環中壓水電解制氫系統。

本實用新型包括氧氣分離器、氫氣分離器、電解槽，所述氧氣分離器和氫氣分離器分別設置在電解槽的上方；在所述氧氣分離器的上方設置氧氣出口，在所述氫氣分離器的上方設置氫氣出口；在所述氧氣分離器和氫氣分離器的內部分別設有熱交換管；在所述電解槽的一側分別連接第一氧氣電解液混合出口管、第一氫氣電解液混合出口管，在所述電解槽的另一側分別連接第二氧氣電解液混合出口管、第二氫氣電解液混合出口管；所述第一氧氣電解液混合出口管的另一端和第二氧氣電解液混合出口管的另一端分別與氧氣分離器連接，所述第一氫氣電解液混合出口管的另一端和第二氫氣電解液混合出口管的另一端分別與氫氣分離器連接；在所述電解槽的兩側分別連接第一回流管和第二回流管，所述第一回流管的另一端與氧氣分離器相連，所述第二回流管的另一端與氫氣分離器相連；在所述電解槽內部下方設置第三回流管，所述第三回流管的一端與第一回流管連通，且另一端與第二回流管連通；所述電解槽內部設有若干電解小室，在所述第三回流管的管體上設有與各電解小室分別相對應的小孔。

本實用新型電解液在電能的作用下，電解成氫氣和氧氣，體積增大、壓力增強、溫度升高，利用其電解后自身增大的壓力，氫氣電解液混合物和氧氣電解液混合物由氫氣電解液混合出口管和氧氣電解液混合出口管噴射上升，經熱交換器管內換熱降低溫度?，再升到熱交換器上部的氫氣氣水分離器和氧氣氣水分離器，在分離器中，電解液與氣體分離，由于重力的作用，電解液向下進入熱交換器管間，與經熱交換器管內上行的氫氣電解液混合物和氧氣電解液混合物換熱，經回流管進入電解槽，如此循環往復進行，從而實現電解液自然無動力循環。其中，分離器與電解槽設有一定的高度差，使得分離器分離的電解液通過熱交換器內部管路，將冷卻的電解液再通過回流管分配到電解槽內部每個電解小室，保證電解槽溫度得到控制，電解液可以均勻參加電解。

本實用新型在電解過程中省去電解液循環泵，使電解制氫系統內部結構更趨合理簡單，故障減少、電耗下降，系統工作更加穩定，維修更為方便，大大提高了整機使用可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的機構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括氧氣分離器1、氫氣分離器2、電解槽3，氧氣分離器1和氫氣分離器2分別設置在電解槽3的上方；在氧氣分離器1的上方設置氧氣出口1-1，在氫氣分離器2的上方設置氫氣出口2-1；在氧氣分離器1和氫氣分離器2的內部分別設有熱交換管4。

在電解槽3的一側分別連接第一氧氣電解液混合出口管5、第一氫氣電解液混合出口管6，在電解槽3的另一側分別連接第二氧氣電解液混合出口管7、第二氫氣電解液混合出口管8；第一氧氣電解液混合出口管5的另一端和第二氧氣電解液混合出口管7的另一端分別與氧氣分離器1連接，第一氫氣電解液混合出口管6的另一端和第二氫氣電解液混合出口管8的另一端分別與氫氣分離器2連接。

在電解槽3的兩側分別連接第一回流管9和第二回流管10，第一回流管9的另一端與氧氣分離器1相連，第二回流管10的另一端與氫氣分離器2相連；在電解槽3內部下方設置第三回流管11，第三回流管11的一端與第一回流管9連通，且另一端與第二回流管10連通；電解槽3內部設有若干電解小室3-1，在第三回流管11的管體上設有與各電解小室3-1分別相對應的小孔11-1。