[發明專利]一種堿性水電解制氫系統

在審

• 申請號: 202210277921.7
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114540835A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王秉泮
• 申請（專利權）人: 王秉泮
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/19;C25B9/67;C25B15/00;C25B9/65
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種堿性水電解制氫系統，包括電解槽以及與其依次連接的氫分離器、氫堿液循環泵、氫堿液過濾器、氫堿液冷卻器設備所組成的第一循環管線；電解槽與依次連接的氧分離器、氧堿液循環泵、氧堿液過濾器、氧堿液冷卻器設備所組成的第二循環管線；電解槽是系統的主要設備，由左端板、右端板、左端隔板、左隔板單元、中間隔板、右隔板單元、右端隔板組成。隔板單元采用波紋結構。若干疊合的隔板單元、隔膜電極組件組成若干氫電解室、氧電解室。氫氣和氧氣分別經過氫氣冷凝器、氧氣冷凝器送出系統。輔助裝置通過管道將電解液送入系統。采用本系統降低了電解液的電阻率，避免了電極全面積上液流嚴重不均的現象。

技術領域

本發明涉及制氫系統，具體涉及一種堿性水電解制氫系統。

背景技術

電解水制氫時電解槽中需使用隔板，當直流電通過電解槽時，將隔板之間構成的電解室中的電解液電解在陽極析出氧氣，在陰極析出氫氣。現有的隔板為圓形，由于相鄰圓形隔板構成的電解室的進、出液口之間最短距離為徑向距離，故電解液順徑向的流量較大，越接近圓周流量依次遞減，流速差別很大，周邊產生的氣體不易被帶走，易形成堆積。堆積的氣體減小了電解液的導電面積，使電極間電阻不均勻，造成電解室電阻增大，電耗增加。而且隔板面積越大時，以上問題愈加嚴重，不利于制氫電解槽向大型化發展。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種效率高且單臺產氫能力超過1000m/h的大型電解槽，能夠使單位氫氣的生產成本大幅度下降，大幅提高生產效率的堿性水電解制氫系統。

本發明的一種堿性水電解制氫系統，包括電解槽，所述的電解槽包括左右平行間隔設置的左端板和右端板，所述的左端板和右端板之間通過多根對拉螺栓固定相連，在所述的左端板和右端板之間且從左至右依次安裝有左端隔板、由疊合設置的若干隔板單元組成的左隔板單元、中間隔板、由疊合設置的若干隔板單元組成的右隔板單元以及右端隔板，所述的中間隔板為框型結構，焊接在中間隔板上的正輸電端與電源正極連接；焊接在左端隔板上的第一負輸電端以及焊接在右端隔板上的第二負輸電端分別與電源負極連接；

每個隔板單元包括隔板框，在所述的隔板框內焊接有隔板芯；所述的隔板芯包括波紋板結構；所述的隔板單元、中間隔板、左端隔板、右端隔板和左端板和右端板為矩形；

在左右相鄰的兩個隔板單元中的左側的隔板單元和右側的隔板單元之間夾緊設置有隔膜電極組件，所述的隔膜電極組件由左右依次壓緊設置的陰極、隔膜和陽極組成，隔膜電極組件把兩個隔板單元之間的空間分為彼此獨立的兩個腔室，其中設置有陰極的腔室是氫電解室，設置有陽極的腔室是氧電解室；

在所述的左端隔板以及右端隔板的下部的前后兩側均分別開有氧堿液進口、氫堿液進口，在所述的左端隔板以及右端隔板的上部的前后兩側均分別開有氫堿液出口和氧堿液出口，在所述的中間隔板、左隔板單元處的全部隔板框和右隔板單元的全部隔板框的前后邊框的下部分別開有氫堿液導液通道、氧堿液導液通道，在所述的中間隔板、左隔板單元處的全部隔板框和右隔板單元的全部隔板框的下橫框的前后兩側分別開有氫堿液進液通道、氧堿液進液通道，在所述的中間隔板、左隔板單元處的全部隔板框和右隔板單元的全部隔板框的上橫框的前后兩側分別開有氧堿液出液通道、氫堿液出液通道；其中左隔板單元處以及中間隔板上的氫堿液導液通道彼此相通；氧堿液導液通道彼此相通，氫堿液進液通道彼此連通、氧堿液進液通道彼此連通；

右隔板單元處以及中間隔板上的氫堿液導液通道彼此相通、氫堿液進液通道彼此相通、氧堿液導液通道彼此連通、氧堿液進液通道彼此連通；

在中間隔板上的氫堿液導液通道、氫堿液進液通道、氧堿液導液通道和氧堿液進液通道均為與中間隔板的各個對應位置處的邊框的內緣連通的開孔；氫堿液導液罩和氧堿液導液罩分別焊接在中間隔板的框體內，在中間隔板上的氫堿液導液通道和氫堿液進液通道與所述的氫堿液導液罩連通；氧堿液導液通道和氧堿液進液通道與氧堿液導液罩聯通；