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利用水电解制备纯氢及氧回收系统技术方案
发布时间:2024-03-07 12:39:12   作者: 半岛综合

  当前位置:首页专利查询淄博安泽特种气体有限公司专利正文

  本实用新型专利技术涉及一种水电解制备氢气系统,尤其涉及一种利用水电解制备纯氢及氧回收系统。本实用新型专利技术包括电解槽、氢气冷却器、氢液分离器、氢汽水分离器和氢气储罐,电解槽分别与纯水装置、碱液装置、氧气冷却器和氢气冷却器相连,氢气冷却器与氢液分离器、氢汽水分离器、硅胶纯化器、分子筛除氧器、脱氮纯化器和氢气储罐依次相连,氢气冷却器的底部与电解槽相连;氢液分离器底部与液体收集器相连;氧气冷却器与氧液分离器、硅胶纯化器、脱氮纯化器和氧气储罐依次相连;分子筛除氧器还分别与加压器和氧气储罐相连。本实用新型专利技术结构相对比较简单、操作便捷,制备出的氢气纯度高,同时对氧气进行了纯化回收,具有较高的经济效益。

  本技术涉及一种水电解制备氢气系统,尤其涉及一种利用水电解制备纯氢及氧回收系统。

  氢气是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体,在石油化学工业、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面存在广泛的应用。同时,氢也是一种理想的二次能源(二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源)。其中一些领域对氢气的纯度要求很高,如航天工业燃料、色谱测试等需要高纯度的氢气,而现有水电解装置制备的氢气的纯度还达不到要求。水电解制备氢气的过程中,副产物为氧气,纯度为99.3%,由于所产生的氧气的纯度太低,工业用氧气要求的最低纯度也要99.7%,所以这部分氧气不能很好的利用,大多数都会选择直接排放掉,如果对于小型的水电解制氢装置来说,这样的浪费可能是微乎其微的,但是对于大中型的水电解制氢设备,它产生的副产物氧气的量是不可以忽视的,如果还是选直接排入大气的话,会造成了很大的浪费,另外,如果单独做一套氧气的后处理设备的话,材料的费用和占地的空间都有很大程度的浪费。

  根据以上现存技术中的不足,本技术要解决的技术问题是:提供一种利用水电解制备纯氢及氧回收系统,其结构相对比较简单、操作便捷,制备出的氢气纯度高,同时对氧气进行了纯化回收,具有较高的经济效益。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:所述的利用水电解制备纯氢及氧回收系统,包括电解槽、氢气冷却器、氢液分离器、氢汽水分离器和氢气储罐,电解槽分别与纯水装置、碱液装置、氧气冷却器和氢气冷却器相连,氢气冷却器与氢液分离器、氢汽水分离器、硅胶纯化器、分子筛除氧器、脱氮纯化器和氢气储罐依次相连,氢气冷却器的底部与电解槽相连;氢液分离器底部与液体收集器相连;氧气冷却器与氧液分离器、硅胶纯化器、脱氮纯化器和氧气储罐依次相连;分子筛除氧器还分别与加压器和氧气储罐相连。所述纯水装置与电解槽相连的管线上设有流量计。所述碱液装置与电解槽相连的管线上设有流量计。所述脱氮纯化器与氢气储罐相连的管线上设有阻火器,增加系统的安全性。所述氢气冷却器与电解槽相连的管线上设有流量计。所述氢气冷却器的底部与电解槽相连,是将氢气冷却器中冷却得到的水和电解液回收至电解槽,不但减少了碱液装置补给的碱液用量,而且节能减排。氧气冷却器与氧液分离器、硅胶纯化器、脱氮纯化器和氧气储罐依次相连,实现了对氧气的纯化和回收,节约了能源,具有非常明显的经济效益。所述分子筛除氧器还分别与加压器和氧气储罐相连,当氢气收集完毕时,启动加压器对分子筛除氧器中的分子筛进行加压,以释放分子筛中吸附的氧气至氧气储罐中,进一步回收氧气。所述硅胶纯化器可以分别吸附氢气和氧气中的水分;所述分子筛除氧器吸附氢气中的氧气,脱氮纯化器分别吸附氢气和氧气中的氮气,进一步提升了氢气和氧气的纯度。水电解产生的氢气由电解槽引出,与夹带的电解液一起进入氢气冷却器进行冷却,冷却后的电解液和水返回到电解槽中进行重新利用;向上升起的氢气经氢液分离器进行分离,产生的液体进入液体收集器进行收集,分离后的氢气进入氢汽水分离器进一步分离,然后氢气依次进入分子筛除氧器和脱氮纯化器,分别吸附氢气中掺杂的氧气和氮气,进一步提尚了氛气的纯度,提纯后的氛气最终进入氛气储鍾进彳丁储存。水电解产生的氧气由电解槽引出,与夹带的电解液一起进入氧气冷却器进行冷却,冷却后的电解液和水滞留在氧气冷却器中,而冷却后的氧气进入氧液分离器中进行进一步的分离,分离后的氧气依次进入硅胶纯化器和脱氮纯化器,分别吸附氧气中的水分和氮气,提高了氧气的纯度,提纯后的氧气最终进入氧气储罐进行储存。当氢气收集完毕时,启动加压器对分子筛除氧器中的分子筛进行加压,以释放分子筛中吸附的氧气至氧气储罐中,进一步回收氧气。本技术所具有的有益效果是:本技术结构相对比较简单、操作便捷,制备出的氢气纯度高,同时对氧气进行了纯化回收,具有较高的经济效益。【附图说明】图1是本技术结构示意图;图中:1、碱液装置;2、纯水装置;3、氧气冷却器;4、氧液分离器;5、硅胶纯化器;6、脱氮纯化器;7、氧气储罐;8、氢液分离器;9、氢汽水分离器;10、分子筛除氧器;11、阻火器;12、氢气储罐;13、加压器;14、液体收集器;15、氢气冷却器;16、流量计;17、电解槽。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的实施例做进一步描述:实施例1如图1所示,所述的利用水电解制备纯氢及氧回收系统,包括电解槽17、氢气冷却器15、氢液分离器8、氢汽水分离器9和氢气储罐12,电解槽17分别与纯水装置2、碱液装置1、氧气冷却器3和氢气冷却器15相连,氢气冷却器15与氢液分离器8、氢汽水分离器9、娃胶纯化器5、分子筛除氧器10、脱氮纯化器6和氢气储罐12依次相连,氢气冷却器15的底部与电解槽17相连;氢液分离器8底部与液体收集器14相连;氧气冷却器3与氧液分离器4、硅胶纯化器5、脱氮纯化器6和氧气储罐7依次相连;分子筛除氧器10还分别与加压器13和氧气储罐7相连。所述纯水装置2与电解槽17相连的管线。所述碱液装置I与电解槽17相连的管线相连的管线,增加系统的安全性。所述氢气冷却器15与电解槽17相连的管线中冷却得到的水和电解液回收至电解槽17,不但减少了碱液装置I补给的碱液用量,而且节能减排。氧气冷却器3与氧液分离器4、硅胶纯化器5、脱氮纯化器6和氧气储罐7依次相连,实现了对氧气的纯化和回收,节约了能源,具有非常明显的经济效益。所述分子筛除氧器10还分别与加压器13和氧气储罐7相连,当氢气收集完毕时,启动加压器13对分子筛除氧器10中的分子筛进行加压,以释放分子筛中吸附的氧气至氧气储罐7中,进一步回收氧气。所述硅胶纯化器5可以分别吸附氢气和氧气中的水分;所述分子筛除氧器10吸附氢气中的氧气,脱氮纯化器6分别吸附氢气和氧气中的氮气,进一步提升了氢气和氧气的纯度。水电解产生的氢气由电解槽17引出,与夹带的电解液一起进入氢气冷却器15进行冷却,冷却后的电解液和水返回到电解槽17中进行重新利用;向上升起的氢气经氢液分离器8进行分离,产生的液体进入液体收集器14进行收集,分离后的氢气进入氢汽水分离器9进一步分离,然后氢气依次进入分子筛除氧器10和脱氮纯化器6,分别吸附氢气中掺杂的氧气和氣气,进一步提尚了氛气的纯度,提纯后的氛气最终进入氛气储鍾12进彳丁储存。水电解产生的氧气由电解槽17引出,与夹带的电解液一起进入氧气冷却器3进行冷却,冷却后的电解液和水滞留在氧气冷却器3中,而冷却后的氧气进入氧液分离器4中进行进一步的分离,分离后的氧气依次进入硅胶纯化器5和脱氮纯化器6,分别吸附氧气中的水分和氮气,提高了氧气的纯度,提纯后的氧气最终进入氧气储罐7进行储存。当氢气收集完毕时,启动加压器13对分子筛除氧器10中的分子筛进行加压,以释放分子筛中吸附的氧气至氧气储罐7中,进一步回收氧气。【主权项】1.一种利用水电解制备纯氢及氧回收系统,包括电解槽(17)、氢气冷却器(15)、氢液分离器⑶、氢汽水分离器(9)和氢气储罐(12),其特征是:电解槽(17

  一种利用水电解制备纯氢及氧回收系统,包括电解槽(17)、氢气冷却器(15)、氢液分离器(8)、氢汽水分离器(9)和氢气储罐(12),其特征是:电解槽(17)分别与纯水装置(2)、碱液装置(1)、氧气冷却器(3)和氢气冷却器(15)相连,氢气冷却器(15)与氢液分离器(8)、氢汽水分离器(9)、硅胶纯化器(5)、分子筛除氧器(10)、脱氮纯化器(6)和氢气储罐(12)依次相连,氢气冷却器(15)的底部与电解槽(17)相连;氢液分离器(8)底部与液体收集器(14)相连;氧气冷却器(3)与氧液分离器(4)、硅胶纯化器(5)、脱氮纯化器(6)和氧气储罐(7)依次相连;分子筛除氧器(10)还分别与加压器(13)和氧气储罐(7)相连。