專(zhuān)利名稱：水電解制氫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)化合物或非金屬的電解工藝所用的設(shè)備，具體涉及一種水電解制氫設(shè)備。
背景技術(shù)：
水電解制氫法是通過(guò)對(duì)水電解槽中的電解液進(jìn)行直流電電解，分別在陰極和陽(yáng)極產(chǎn)生出含液氫氣和氧氣，而后分兩路送往氫分離器和氧分離器進(jìn)行重力分離，氫氣和氧氣向上通過(guò)氫綜合塔和氧綜合塔冷卻、捕滴后送往用氣點(diǎn)，而電解液向下，經(jīng)回流管、冷卻器后匯集到循環(huán)泵中，再次被壓送至電解槽中電解，如此往復(fù)循環(huán)生成氫氣和氧氣。在此過(guò)程中，需要保證氫分離器與氧分離器中的液位的平衡，避免氣液互串而造成噴發(fā)危險(xiǎn)，通常，液位的平衡是通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)分離器中氣體的壓力實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)有技術(shù)中，利用自動(dòng)化儀表來(lái)控制氫分離器與氧分離器中的壓力平衡，具體來(lái)說(shuō)就是在兩分離器的出口管路上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥，通過(guò)壓力及差壓變送器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)，采集的信號(hào)送到調(diào)節(jié)儀(或PLC系統(tǒng))進(jìn)行分析、比較和運(yùn)算，計(jì)算出兩分離器中的壓差，然后發(fā)出信號(hào)去控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小，以調(diào)節(jié)氣壓，確保兩者之間的壓力平衡，使設(shè)備正常工作。
但如此控制過(guò)程并不能完全堵絕噴發(fā)意外的產(chǎn)生，若當(dāng)某一分離器或其后端管路、測(cè)量或調(diào)節(jié)或執(zhí)行器發(fā)生意外，高壓側(cè)的氣體壓力釋放，容器內(nèi)液體通過(guò)平衡管向低壓側(cè)流動(dòng)和噴發(fā)，甚至可能形成的噴發(fā)負(fù)壓將電解槽內(nèi)的液體抽出，造成氫氧混合成可爆氣體，造成更大的意外。顯而易見(jiàn)，要徹底解決這一問(wèn)題，關(guān)鍵是分離器在液位低于某極限值后，要可靠切斷兩分離器之間的液體連通。從技術(shù)層面上考慮，應(yīng)使液位控制與壓力控制分開(kāi)，從而阻斷氣液的互串。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種能徹底切斷意外噴發(fā)源的水電解制氫設(shè)備，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本降低。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽、氧分離器、氫分離器、氧綜合塔、氫綜合塔、平衡裝置及循環(huán)泵，所述氧分離器、氫分離器分別設(shè)有氣液輸入口、氣出口及回流口，所述兩分離器的氣液輸入口分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管、氫氣液管與水電解槽連通，兩者頂部的氣出口分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔、氫綜合塔連通，而底部的回流口分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道、氫側(cè)回流管道與平衡裝置連通，平衡裝置經(jīng)循環(huán)泵連通至水電解槽，在所述氧分離器或氧側(cè)回流管道上設(shè)有一流量控制裝置，氫分離器或氫側(cè)回流管道上設(shè)有一流量控制裝置。
上述技術(shù)方案中，當(dāng)某處意外泄漏時(shí)，其中對(duì)應(yīng)的一個(gè)分離器的壓力下降，導(dǎo)致液位下降，而另一個(gè)分離器液位逐步升高；下降到一極限值時(shí)，流量控制裝置關(guān)閉切斷相應(yīng)的回流管；由于系統(tǒng)內(nèi)的液體總量是一定的，原本兩分離器的回流液由其中一個(gè)高液位的分離器承擔(dān)，經(jīng)平衡裝置、循環(huán)泵回壓到水電解槽中，在水電解槽中被分成二路分別輸入氧分離器和氫分離器，因?yàn)橛行碌姆至麟娊庖貉a(bǔ)充到低液位的分離器中，使液位逐步升高，而另一高液位的分離器由于被抽去較多的電解液，液位逐步降低；當(dāng)?shù)鸵何坏姆蛛x器液回升到極值后，流量控制裝置逐逝打開(kāi)，參與回流，經(jīng)過(guò)幾次的調(diào)整，使兩者達(dá)到液位平衡，設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。此時(shí)，由于平衡裝置被阻斷，單側(cè)氣體壓力的釋放不影響液體的原來(lái)狀態(tài)。
上述技術(shù)方案中，所述平衡裝置為連通氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道的綜合容器，所述氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道的長(zhǎng)度設(shè)置使回流液在回流管道進(jìn)出口處的溫度差在12～18℃之間。較長(zhǎng)的平衡管，一方面能提高管內(nèi)壓力，降低分離器中氣液互串的機(jī)率，另一方面，由于管內(nèi)的回流液體溫度達(dá)到80～85℃，較長(zhǎng)的管壁亦成為天然的冷卻器，利用與環(huán)境不小于40～50℃的溫差對(duì)回流液進(jìn)行冷卻，避免了使用冷卻器，也消除了冷卻器管壁的水冷積垢現(xiàn)象，滿足進(jìn)出水電解槽的液體相差15℃左右的液體來(lái)控制槽溫的工藝要求。
上述技術(shù)方案中，所述流量控制裝置為2個(gè)浮球閥，分別設(shè)于氧分離器與氫分離器中，所述浮球閥出口與對(duì)應(yīng)的回流口連通；當(dāng)液位下降時(shí)，浮球閥隨液位下降，直至液位低到一極限，浮球閥的閥芯將閥出口關(guān)閉；當(dāng)液位再次升高后，球閥再自行打開(kāi)。
另一種技術(shù)方案是，所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道上的閥。
還有一種就是，所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道上的流量調(diào)節(jié)器。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.由于本實(shí)用新型在分離器與綜合容器之間設(shè)有流量控制裝置，使液位控制與壓力控制分開(kāi)，有效的切斷了氣液互串的途徑，徹底解決了因液位失控的意外噴發(fā)。
2.本實(shí)用新型中的流量控制裝置的設(shè)置可以取消以往部分自動(dòng)化控制儀表(如壓力及差壓變送器、PLC系統(tǒng)等)，大大減化了測(cè)量控制設(shè)備，降低了成本。
3.本實(shí)用新型中氧、氫液回流管較長(zhǎng)，在增大回壓的功能外，也起到了冷卻的目的，省去了冷卻器，避免了管內(nèi)的積垢現(xiàn)象，簡(jiǎn)化設(shè)備，降低成本。


附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中[1]、水電解槽；[2]、氧分離器；[3]、氫分離器；[4]、氧綜合塔；[5]、氫綜合塔；[6]、綜合容器；[7]、循環(huán)泵；[8]、氣液輸入口；[9]、氣出口；[10]、回流口；[11]、氧氣液管；[12]、氫氣液管；[13]、氧側(cè)回流管道；[14]、氫側(cè)回流管道；[15]、浮球閥；[16]、浮球閥出口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)附圖1所示，一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽1、氧分離器2、氫分離器3、氧綜合塔4、氫綜合塔5、平衡裝置及循環(huán)泵7，所述氧分離器2、氫分離器3分別設(shè)有氣液輸入口8、氣出口9及回流口10，所述兩分離器的氣液輸入口8分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管11、氫氣液管12與水電解槽1連通，兩者頂部的氣出口9分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔4、氫綜合塔5連通，而底部的回流口10分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道13、氫側(cè)回流管道14與平衡裝置連通，平衡裝置經(jīng)循環(huán)泵7連通至水電解槽1，在所述氧分離器2或氧側(cè)回流管道13、氫分離器3或氫側(cè)回流管道14分別設(shè)有流量控制裝置。
本實(shí)施例中，所述流量控制裝置為2個(gè)浮球閥15，分別設(shè)于氧分離器2與氫分離器3中，所述浮球閥出口16與對(duì)應(yīng)的回流口10連通；所述平衡裝置為連通氧側(cè)回流管道13和氫側(cè)回流管道14的綜合容器6，所述氧側(cè)回流管道13和氫側(cè)回流管道14的長(zhǎng)度設(shè)置使回流液在回流管道進(jìn)出口處的溫度差在12～18℃之間。
實(shí)施例二一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽、氧分離器、氫分離器、氧綜合塔、氫綜合塔、平衡裝置及循環(huán)泵，所述氧分離器、氫分離器分別設(shè)有氣液輸入口、氣出口及回流口，所述兩分離器的氣液輸入口分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管、氫氣液管與水電解槽連通，兩者頂部的氣出口分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔、氫綜合塔連通，而底部的回流口分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道、氫側(cè)回流管道與平衡裝置連通，所述平衡裝置為平衡管，平衡管經(jīng)循環(huán)泵連通至水電解槽，在所述氧分離器或氧側(cè)回流管道、氫分離器或氫側(cè)回流管道分別設(shè)有流量控制裝置，所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道上的閥。
實(shí)施例三一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽、氧分離器、氫分離器、氧綜合塔、氫綜合塔、平衡裝置及循環(huán)泵，所述氧分離器、氫分離器分別設(shè)有氣液輸入口、氣出口及回流口，所述兩分離器的氣液輸入口分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管、氫氣液管與水電解槽連通，兩者頂部的氣出口分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔、氫綜合塔連通，而底部的回流口分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道、氫側(cè)回流管道與平衡裝置連通，所述平衡裝置為平衡管，平衡管經(jīng)循環(huán)泵連通至水電解槽，在所述氧分離器或氧側(cè)回流管道、氫分離器或氫側(cè)回流管道分別設(shè)有流量控制裝置，所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道和氫側(cè)回流管道上的流量調(diào)節(jié)器。
權(quán)利要求1.一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽[1]、氧分離器[2]、氫分離器[3]、氧綜合塔[4]、氫綜合塔[5]、平衡裝置及循環(huán)泵[7]，所述氧分離器[2]、氫分離器[3]分別設(shè)有氣液輸入口[8]、氣出口[9]及回流口[10]，所述兩分離器的氣液輸入口[8]分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管[11]、氫氣液管[12]與水電解槽[1]連通，兩者頂部的氣出口[9]分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔[4]、氫綜合塔[5]連通，而底部的回流口[10]分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道[13]、氫側(cè)回流管道[14]與平衡裝置連通，平衡裝置經(jīng)循環(huán)泵[7]連通至水電解槽[1]，其特征在于在所述氧分離器[2]或氧側(cè)回流管道[13]上設(shè)有一流量控制裝置，氫分離器[3]或氫側(cè)回流管道[14]上設(shè)有一流量控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備，其特征在于所述平衡裝置為連通氧側(cè)回流管道[13]和氫側(cè)回流管道[14]的綜合容器[6]，所述氧側(cè)回流管道[13]和氫側(cè)回流管道[14]的長(zhǎng)度設(shè)置使回流液在回流管道進(jìn)出口處的溫度差在12～18℃之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備，其特征在于所述流量控制裝置為2個(gè)浮球閥[15]，分別設(shè)于氧分離器[2]與氫分離器[3]中，所述浮球閥出口[16]與對(duì)應(yīng)的回流口[10]連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備，其特征在于所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道[13]和氫側(cè)回流管道[14]上的閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備，其特征在于所述流量控制裝置為分別設(shè)于氧側(cè)回流管道[13]和氫側(cè)回流管道[14]上的流量調(diào)節(jié)器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水電解制氫設(shè)備，一種水電解制氫設(shè)備，它主要包括水電解槽、氧分離器、氫分離器、氧綜合塔、氫綜合塔、平衡裝置及循環(huán)泵，所述兩分離器的分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的氧氣液管、氫氣液管與水電解槽連通，兩者頂部分別與對(duì)應(yīng)的氧綜合塔、氫綜合塔連通，而底部分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的氧側(cè)回流管道、氫側(cè)回流管道與平衡裝置連通，平衡裝置經(jīng)循環(huán)泵連通至水電解槽，其特征在于在所述氧分離器或氧側(cè)回流管道上設(shè)有一流量控制裝置，氫分離器或氫側(cè)回流管道上設(shè)有一流量控制裝置。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了液位控制與氣體壓力控制的分離，阻斷了氣液互串的途徑，同時(shí)省去了價(jià)格昂貴的氣壓和液位測(cè)試系統(tǒng)，降低了成本。
文檔編號(hào)C25B1/04GK2747228SQ20042010873
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者高洪山 申請(qǐng)人:高洪山