[實用新型]一種水電解制氫設備的綜合處理裝置

有效

• 申請號: 201420612176.8
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN204198864U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 石勇;桓佳君;齊雪宜
• 申請（專利權）人: 蘇州競立制氫設備有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/00;C25B15/08
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

技術領域

本實用新型涉及一種制氫的處理裝置，屬于氫或氧的電解水技術領域。

背景技術

水電解制氫的一般工藝流程是：采用25～30%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液為電解液，電解槽在80～90℃條件下工作。電解系統正常運行時，工業軟水經純水裝置制取純水，并送入純水水箱，經補水泵輸入堿液系統，補充因電解而消耗的水。水在電解槽中被電解成H₂與O₂，并與未被電解的堿液一起進入氣液處理裝置中，然后在氣液分離器進行氣液分離，分離出來的氣體再經過氣體洗滌器、氣體冷卻器。在此過程中，經氣液分離后的氣體含水量和含堿量較大，且氣體溫度高，需多步處理逐步降低氣體中的堿性物質含量，以降低氣體中的堿性物質對整體水電解制氫設備的影響。

相對的，氣體中含堿所以電解液中的堿性物質在不斷減少，電解工作會因堿液的濃度降低而受到影響，現有技術將堿液做停機補充，會降低氫氣產出率。工藝較繁瑣堿液濃度浮動較大，氫氣產出率不穩定。

而且為了減少堿性物質腐蝕水電解制氫設備，經過冷卻的氣體會通過洗滌設備來實現脫堿。

此外，在電解設備運行過程中時常要進行補水，由于電解槽中的正常工作溫度是在85℃左右，所以需要對補水進行預加熱處理后再加入電解槽中，否則會影響電解槽工作溫度，降低產出氫氣的質量。

所以說從整體上來看，水電解制氫設備對于氣體冷卻、脫堿及補水等工藝是必不可缺的，然而現有技術中這些設備分散而不統一，造成水電解制氫設備的復雜化和大型化，帶來占地、維護、經濟效益等一系列問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的第一技術問題是：保證在水電解制氫設備正常運行的同時，又能夠減小水電解制氫設備的總占地面積，，針對現有技術不足，提出一種將各工藝流程集中一體的綜合處理裝置。

本實用新型要解決的第二技術問題是：在解決第一技術問題的同時，減小該綜合處理裝置自身的體積。

本實用新型為解決第一技術問題提出的第一技術方案是：一種水電解制氫設備的綜合處理裝置,該綜合處理裝置下方連通有所述水電解制氫設備的氣液分離器，該綜合處理裝置包括罐體，所述罐體的下部設有與外部連通的補水進口，所述罐體內的中部設有回流機構，所述罐體內的上部設有捕滴網；所述回流機構包括設置在所述罐體內的至少兩層氣泡細化網和穿設于所述氣泡細化網中部的回流組件；所述回流組件包括基板和固接于所述基板下面的三層套管，所述基板上開有通孔，所述三層套管由內到外依次為補水溢流管、進氣管和氣體回流管，所述通孔與所述補水溢流管連通。

第一技術方案的有益效果是：含堿性物質的高溫氣體從進氣管進入該裝置后再經過細化網分散細化，使氣體與罐內水充分接觸，在氣體與水進行熱交換的同時將其所攜帶的堿性物質溶于水中。

綜合考慮罐內堿性水溶液的飽和度、電解槽中堿性物質流速率失及電解槽中水的消耗量等問題，所以在罐體的下方設置了補水進口，來為裝置提供水，并且當罐體內水位達到一定高度時會從設置在罐體正中的補水溢流管回流至氣液分離器，回流液體是具有一定溫度的堿性溶液，該溶液是為電解槽提供真正補水的溶液。

所以說該裝置在保證了水電解制氫設備的正常工作的同時，即對氣體進行初步冷卻、對氣體進行去堿處理及對水電解制氫設備進行補水，將原先處理這些工序所用到的裝置進行了一體化集中，使得水電解制氫設備的總占地面積大大縮減。

在第一技術方案的基礎上本實用新型為解決第二技術問題提出的第二技術方案是：所述進氣管靠近基板端的管壁上開有若干通氣孔，所述補水溢流管向下延伸到所述氣液分離器中，所述進氣管向下與所述氣液分離器的出氣口對接，所述氣體回流管向下延伸并穿過所述氣泡細化網的最底層。

第二技術方案的有益效果是：通過將氣體回流管向下延伸并穿過所述氣泡細化網的最底層的設計，使得從進氣管進來的氣體在罐體內的運動行程加大，使得氣體進行一次冷卻，之后氣體被輸送到罐體的最下端，并由自身浮力作用上浮，上浮過程中被氣泡細化網分散細化，使得分散后的小氣泡充分與水接觸，所含有的堿性物質溶于水，以最大程度減少從該裝置出去氣體所含的堿性物質，減少了輸送的氣體對水電解制氫設備的腐蝕，延長了整套設備的使用壽命。

所述說在保證水電解制氫設備正常運行，將各工藝進行整合集中在一個裝置的大前提下，該裝置通過上述涉及合理的利用了有限的空間，在最大程度上縮減了該裝置自身的體積，不會因為功能太多而使得裝置本身變得太復雜。

上述第一技術方案的改進是：所述氣體回流管外周壁盤設有冷卻水盤管。