[发明专利]一种同步制氢制氧分离系统

说明书

本发明公开了一种同步制氢制氧分离系统，包括电解槽结构、氢气收集装置、氧气收集装置。电解槽结构负极侧和正极侧分别设有氢气输出口和氧气输出口；第一氢气收集口和第二氢气收集口均与氢气收集罐相连，第一氧气收集口和第二氧气收集口均与氧气收集进口相连。电解槽结构在电解运行时，将氢气输出口收集到的以氢气为主的气液混合气体在第一气液收集罐进行初步气液分离，分离得到的气体进入第一气液分离器进行进一步分离，除掉水蒸气，然后第一氢氧分离器中，将含有的少量氧气除掉，分离出较纯的氢气进入氢气收集罐；同样地，氧气安装相同的路径被收集到氧气收集罐。

技术领域

本发明涉及制氢设备技术领域，特别涉及一种同步制氢制氧分离系统。

背景技术

目前水电解制氢技术，电场作用下从水中分解出氢气和氧气；通常采用极片之间为对等电压，极片间距为相对电流的用电设计；同时电解极片在碱性膜的隔离下使电流射程速度和距离受阻，在低电压下，部分能耗用于分离水分子之间共价键，使之其单位能耗约在3.5～4.5Kwh/Nm³之间。在电场作用下电解槽压力增大，液体会产生汽化下分别使氢氧键断裂形成独立的HHO氢氧成份，在电极作用下分别在分别从正负极输出端输出收集氢气和氧气；在大功率断裂氢氧键的情况下，部分氧气在压力作用下从氢气收集口溢出，同样地，部分氢气在压力作用下从氧气收集进口溢出，存在氢气和氧气、水体蒸汽混合的问题。此外，水电解制氢工艺中一般采用碱性水溶液作为电解液，使得电解到的气体存在杂质。

发明内容

本技术目的在于提供一种同步制氢制氧分离系统。解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供了一种同步制氢制氧分离系统，包括电解槽结构、氢气收集装置、氧气收集装置。

电解槽结构负极侧和正极侧分别设有氢气输出口和氧气输出口；氢气收集装置包括第一气液收集罐、第一气液分离器、第一氢氧分离器、氢气收集罐，第一气液收集罐具有第一液气进口、第一氢气出口，第一气液分离器设置有第一分离进口和第一分离出口，第一氢氧分离器设置有第一气体进口、第一氢气收集口、第一氧气收集口，氢气收集罐设置有氢气收集进口，氢气输出口和第一液气进口相连，第一氢气出口和第一分离进口相连，第一分离出口与第一气体进口相连；

氧气收集装置包括第二气液收集罐、第二气液分离器、第二氢氧分离器、氧气收集罐，第二气液收集罐具有第二液气进口、第二氧气出口，第二气液分离器设置有第二分离进口和第二分离出口，第二氢氧分离器设置有第二气体进口、第二氢气收集口、第二氧气收集口，氧气收集罐设置有氧气收集进口，氧气输出口和第二液气进口相连，第二氧气出口和第二分离进口相连，第二分离出口与第二气体进口相连；

第一氢气收集口和第二氢气收集口均与氢气收集进口相连，第一氧气收集口和第二氧气收集口均与氧气收集进口相连。

本发明的有益效果是：

电解槽结构在电解运行时，将氢气输出口收集到的以氢气为主的气液混合气体在第一气液收集罐进行初步气液分离，分离得到的气体进入第一气液分离器进行进一步分离，除掉水蒸气，然后第一氢氧分离器中，将含有的少量氧气除掉，分离出较纯的氢气进入氢气收集罐；同样地，氧气安装相同的路径被收集到氧气收集罐。并且第一氢氧分离器还将混合在氢气中部分的氧气收集到氧气收集罐，第二氢氧分离器还将混合在氧气中的氢气收集到氢气收集罐中，提高分离提纯收集效率。

作为上述技术方案的进一步改进，同步制氢制氧分离系统还包括备用电解液存储器和循环水泵，备用电解液存储器设置有电解液出口和电解液进口；电解液出口与第一气液收集罐相连，循环水泵的第一循环端与第一气液收集罐相连，循环水泵的第二循环端与电解槽结构相连；或者电解液出口与第二气液收集罐相连，循环水泵的第一循环端与第二气液收集罐相连，循环水泵的第二循环端与电解槽结构相连。