[實用新型]一種內外組合式氣冷型的水電解制氫電解槽裝置

有效

• 申請號: 201320008153.1
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN203096189U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 何興用;折生陽;陳仁治;孫紀洲;王彥東;李勇
• 申請（專利權）人: 陜西華秦新能源科技有限責任公司
• 主分類號: C25B1/06
• 分類號: C25B1/06;C25B9/06;C25B15/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

本實用新型屬于水電解制氫技術領域。涉及一種內外組合式氣冷型的水電解制氫電解槽裝置。

在現有的水電解制氫過程中，電解槽中的電解液，無論是對陰極側的電解液、陽極側的電解液或者是它們混合的電解液，通常都是采用耐堿的循環泵作為動力，通過設置在電解槽外的冷卻器（水冷熱交換器等）和堿液過濾器進行冷卻和過濾后返回電解槽，即需要有兩個循環系統；一個是電解液強制的循環系統另一個是冷卻水的循環系統。電解液強制的循環系統：以保證電解液在一定的溫度和一定的潔凈度下工作，由于強制性的堿液循環系統設備，管路設置比較復雜，系統設備占用面積大，能耗及制造成本也較高，尤其是堿液泵在高濃度堿液和80℃工作溫度下長期工作，其使用壽命和工作可靠性往往成為水電解制氫工作的關鍵，薄弱環節。冷卻水的循環系統：以保證電解液在一定的溫度下工作，由于強制性的冷卻水循環系統設備多，管路設置比較復雜，系統設備占用面積大，能耗及制造成本較高。

專利號為95116125·3實用新型專利公開的《分立式循環水電解制氫工藝和設備》中提出為確保制氫的純度，采用含氫殘液和含氧殘液經過氫側泵、氧側泵、氫側過濾器、氧側過濾器和氫側冷凝器、氧側冷凝器獨立的循環系統，其反映的矛盾更為突出，系統的能耗與成本更高?，F有的水電解制氫電極板都是采用雙板式極板，即在一個極板的正極側面為氧側小室，在這個極板的負極側面為氫側小室。專利號95116125·3《分立式循環水電解制氫工藝和設備》中極板結構也是如此。其缺點極板冷卻面積小，電解液無法通過電極熱傳導進行冷卻。

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足提供一種結構緊湊，冷卻效果好，可以省去一套或者兩套電解液冷卻、過濾等液冷循環系統，制造成本低，占用面積和空間小，操作簡便的內外組合式氣冷型的水電解制氫電解槽。

本實用新型所采用的技術方案是：一種內外組合式氣冷型的水電解制氫電解槽裝置，其特征是：包括：內冷式極板組件、隔膜絕緣密封墊組件、鎳網輔助電極、正端極板、負端極板、正端壓板、負端壓板，內冷式極板組件、隔膜絕緣密封墊組件、鎳網輔助電極、正端極板、負端極板、正端壓板、負端壓板用螺桿緊固件壓緊組合成電解槽主體，電解槽主體上方設有風機，W型翅板管式冷凝器、氫氣液分離器和氧氣液分離器；兩個風機上端連接兩個W型翅板管式冷凝器，左邊W型翅板管式冷凝器上方連接氧氣液分離器，右邊W型翅板管式冷凝器上方連接氫氣液分離器，電解槽主體下方設有氫側Y型集液管、氧側Y型集液管、和氫側通液管和氧側通液管。

所述的隔膜絕緣密封墊組件由耐堿橡膠或改性塑料制作的隔膜墊圈和由石棉質或高分子材料制成的隔膜模壓而成；隔膜設在隔膜墊圈的中間位置。在隔膜墊圈的上部，與其相鄰極板框所設的氫氣出氣道和氧氣出氣道相應位置上設有氫氣出孔和氧氣出孔并相互連通。

所述的內冷式極板組件和隔膜絕緣密封墊組件之間設有鎳網輔助電極；正端極板和負端極板的中間部位各設有正極接線端子和負極接線端子；在電解槽上方的氫側和氧側各設有風機和抽風罩，在風機和抽風罩上方各設有冷凝器支架和W型翅板管式冷凝器；W型翅板管式冷凝器由冷卻銅管和兩塊鋁制翅板熱壓粘接而成，其冷卻銅管內腔用化學鍍鎳鍍層工藝防護。

所述的W型翅板管式冷凝器設有氫氣入口和氧氣入口及氫氣出口和氧氣出口；氫氣入口和內冷式極板組件上的氫氣出氣道相連通，氧氣入口與內冷式極板組件上的氧氣出氣道相連通。

所述的W型翅板管式冷凝器設有氫氣入口和氧氣入口及氫氣出口和氧氣出口；氫氣入口和內冷式極板組件上的氫氣出氣道相連通，氧氣入口與內冷式極板組件上的氧氣出氣道相連通。

所述的W型翅板管式冷凝器的上方兩側各設有氫氣液分離器和氧氣液分離器，在W型翅板管式冷凝器上的氫氣出口與氫氣液分離器上設的氫氣液進口相連通，在W型翅板管式冷凝器上的氧氣出口與氧氣液分離器上設的氧氣液進口相連通。

所述的內冷式極板組件由圖形極板框、氫側極板與氧側極板兩個相鄰極板焊接而成；氫側極板與氧側極板兩者相互平行并相隔一定間距，形成極板間通氣道；極板間通氣道的上方和下方相應位置的極板框上，分別設有通氣孔，在其上部的氫側位置設有氫氣出氣道，其氧側位置設有氧氣出氣道，在其下方的通氣孔兩側設有與通氣孔相同數量的氫側通液孔和氧側通液孔，并在氫側通液孔和氧側通液孔外側相連通的對應位置上各設有冷卻翅管，在氫側極板和氧側極板的板面上各設有3條以上沖壓而成的縱向槽形筋條。