安全的电解水制氢、氧系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及电解水技术领域，具体涉及安全的电解水制氢、氧系统。

背景技术：

2.当前的电解水制氢、氧技术中，电解出的含有氢气和氧气的碱液，分别到氢气分离器和氧气分离器，利用重力分离碱液和气体，氢气和氧气分别从氢气分离器和氧气分离器的上部排出，而与气体分离后的碱液则留在下部，且直接通过管道连接，然后通过碱泵泵入电解槽再进入电解循环。由于氢气分离器和氧气分离器下部的管道相连通，必须严格控制氢气、氧气分离器的液位和压力，二者液位差过大会造成碱液从高液位涌向低液位，从而造成氢气和氧气混合而有爆炸的危险。
3.在电解水生产中，控制分离器压力和液位的平稳，是水电解控制的重点。虽然现在的电控技术和软件技术已经进步，能够实现压力和液位的自动调节，并有多重联锁报警来保证压力、液位平稳和生产安全，但是，生产中电流波动是不可避免的，电流波动会造成压力和液位波动，若波动频繁，联锁系统则会自动停机，停机再开机的过程影响了生产效率。更重要的是，这没有从设计上降低电解水的系统安全，氢气和氧气仍有混合的可能性。在电解水生产中，压力在5~40bar不等，压力越高，水中溶解的氧气和氢气量就越高，这是水电解中产品氢气中有氧气，氧气中有氢气的重要原因，也是造成水电解系统不安全的因素之一。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是，提出一种安全的电解水制氢、氧系统，提高了系统安全性，降低了管理成本，对电流波动造成的压力和液位波动有更好的适应性。
5.本实用新型所述的安全的电解水制氢、氧系统，包括电解槽、氢气分离器和氧气分离器，电解槽连接直流电源，电解槽两端的氢气输出管和氧气输出管分别连接氢气分离器和氧气分离器，氢气分离器底部设有第一碱液管，氧气分离器底部设有第二碱液管，第一碱液管和第二碱液管上均设有自动调节阀和止回阀，第一碱液管和第二碱液管分别连接碱液混合罐，碱液混合罐连通氮气供气管，碱液混合罐上设有放空管。
6.当氢气分离器或氧气分离器内液位高于设定值时，自动调节阀打开将碱液排入碱液混合罐，碱液混合罐用来混合从氢气、氧气分离器经过自动调节阀送来的碱液。压力越大，水中的气体溶解量越大，电解水生产中的压力在5~40bar不等，而碱液混合罐内的压力设计为略高于大气压。这样设计即有利于氢气、氧气分离器内的碱液能够顺利流入碱液混合罐，也利于排入碱液混合罐内的碱液在压力下降状态下快速析出溶解在碱液中的微量氧气或氢气，并实时通过氮气将析出的气体带走并由放空管排出，从而保证碱液内溶解的氧气和氢气降低到最小，让电解槽更加安全。
7.优选的，氮气供气管上设有纯水箱，纯净的氮气非常干燥，会带走碱液中的水分，造成碱液浓度提高、温度下降，因此将氮气先通入纯水箱增加湿度之后再通入碱液混合罐。
8.优选的，纯水箱通过补水管分别连通氢气洗涤器和氧气洗涤器，补水管上设有补
水泵。
9.优选的，氢气分离器和氧气分离器分别连通氢气洗涤器和氧气洗涤器。
10.优选的，放空管上设有氢气分析仪和氧气分析仪，实时分析监测放空气体中氢气和氧气的含量，如果含量过高，证明氢气分离器或氧气分离器故障导致气体分离不彻底。
11.优选的，碱液混合罐通过回收管连通加碱罐，加碱罐通过加碱管连通电解槽，回收管上设有过滤器，加碱管上设有碱泵。碱液混合罐内的碱液在析出溶解的少量气体后，通过碱泵加压泵入电解槽中循环使用。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、提高了系统的安全性，降低了管理成本；
14.2、氢气、氧气分离器的液位和压力分别控制，使得整个系统操作更简便；
15.3、对比分离器液位联锁系统，本实用新型对电流波动造成的压力和液位波动具有更好的适应性。
附图说明
16.图1、本实用新型结构示意图；
17.图中：1、电解槽；2、氢气分离器；3、氧气分离器；4、第一碱液管；5、第二碱液管；6、碱液混合罐；7、氮气供气管；8、放空管；9、纯水箱；10、补水管；11、氢气洗涤器；12、氧气洗涤器；13、回收管；14、加碱罐；15、加碱管；16、过滤器；17、碱泵；18、补水泵。
具体实施方式
18.下面将结合附图，对本实用新型进行清楚、完整地描述。
19.需要说明的是，文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，方便表达，不代表顺序关系。
20.如图1所示，本实用新型所述的安全的电解水制氢、氧系统，包括电解槽1、氢气分离器2和氧气分离器3，电解槽1连接直流电源，电解槽1两端的氢气输出管和氧气输出管分别连接氢气分离器2和氧气分离器3，氢气分离器2底部设有第一碱液管4，氧气分离器3底部设有第二碱液管5，第一碱液管4和第二碱液管5上均设有自动调节阀和止回阀，第一碱液管4和第二碱液管5分别连接碱液混合罐6，碱液混合罐6连通氮气供气管7，碱液混合罐6上设有放空管8。
21.氮气供气管7上设有纯水箱9。
22.纯水箱9通过补水管10分别连通氢气洗涤器11和氧气洗涤器12，补水管10上设有补水泵18。
23.氢气分离器2和氧气分离器3分别连通氢气洗涤器11和氧气洗涤器12。
24.放空管8上设有氢气分析仪和氧气分析仪。
25.碱液混合罐6通过回收管13连通加碱罐14，加碱罐14通过加碱管15连通电解槽1。
26.回收管13上设有过滤器16，加碱管15上设有碱泵17。
27.工作过程如下：当氢气分离器2或氧气分离器3内液位高于设定值时，自动调节阀打开将碱液排入碱液混合罐6，排入碱液混合罐6内的碱液在压力下降状态下快速析出溶解在碱液中的微量氧气或氢气；氮气供气管7内的氮气先进入纯水箱9湿润后再进入碱液混合
罐6并实时将碱液混合罐6析出的气体带走并经放空管8排出，气体经过放空管8时，氢气分析仪和氧气分析仪对气体成分进行实时检测；
28.氢气分离器2和氧气分离器3将电解槽1电解出的氢气和氧气与碱液分离，然后分别进入氢气洗涤器11和氧气洗涤器12，氢气和氧气经洗涤后送出，纯水箱9在补水泵18作用下通过补水管10对氢气洗涤器11和氧气洗涤器12进行补水；
29.碱液混合罐6内的碱液析出氢气或氧气后，通过碱泵17泵入电解槽1内循环使用。

技术特征：

1.一种安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，包括电解槽（1）、氢气分离器（2）和氧气分离器（3），电解槽（1）连接直流电源，电解槽（1）两端的氢气输出管和氧气输出管分别连接氢气分离器（2）和氧气分离器（3），氢气分离器（2）底部设有第一碱液管（4），氧气分离器（3）底部设有第二碱液管（5），第一碱液管（4）和第二碱液管（5）上均设有自动调节阀和止回阀，第一碱液管（4）和第二碱液管（5）分别连接碱液混合罐（6），碱液混合罐（6）连通氮气供气管（7），碱液混合罐（6）上设有放空管（8）。2.根据权利要求1所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，氮气供气管（7）上设有纯水箱（9）。3.根据权利要求2所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，纯水箱（9）通过补水管（10）分别连通氢气洗涤器（11）和氧气洗涤器（12），补水管（10）上设有补水泵（18）。4.根据权利要求1所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，氢气分离器（2）和氧气分离器（3）分别连通氢气洗涤器（11）和氧气洗涤器（12）。5.根据权利要求1所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，放空管（8）上设有氢气分析仪和氧气分析仪。6.根据权利要求1所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，碱液混合罐（6）通过回收管（13）连通加碱罐（14），加碱罐（14）通过加碱管（15）连通电解槽（1）。7.根据权利要求6所述的安全的电解水制氢、氧系统，其特征在于，回收管（13）上设有过滤器（16），加碱管（15）上设有碱泵（17）。

技术总结

本实用新型涉及电解水技术领域，具体涉及安全的电解水制氢、氧系统，包括电解槽、氢气分离器和氧气分离器，电解槽连接直流电源，电解槽两端的氢气输出管和氧气输出管分别连接氢气分离器和氧气分离器，氢气分离器底部设有第一碱液管，氧气分离器底部设有第二碱液管，第一碱液管和第二碱液管上均设有自动调节阀和止回阀，第一碱液管和第二碱液管分别连接碱液混合罐，碱液混合罐连通氮气供气管，碱液混合罐上设有放空管。本实用新型提高了系统安全性，降低了管理成本，对电流波动造成的压力和液位波动有更好的适应性。液位波动有更好的适应性。液位波动有更好的适应性。