[发明专利]一种中高压固体聚合物水电解装置

权利要求书

1.一种中高压固体聚合物水电解装置，包括：核心部件电解池堆（12）、水热管理过程部件、及气体分离及管理过程部件；

水热管理过程部件包括：水箱（2）、循环水泵（6）、高压补水泵（3）、第一两位两通电磁阀（7）、第一水净化装置（4）、第二水净化装置（5）、换热器（16）；气体分离及管理过程部件包括：阳极侧气水分离器（14）、阴极侧气水分离器（8）、第一单向阀（10）、第二单向阀（15）、氢储箱（9）、氧储箱（1）；电解池堆（12）的阳极进水口通过管路经循环水泵（6）、第一水净化装置（4）与阳极侧气水分离器（14）的底部出水口相连；电解池堆（12）的阳极侧水气出口通过管路与阳极侧气水分离器（14）的水气入口相连；电解池堆（12）的阴极侧水气出口通过管路与阴极侧气水分离器（8）的水气入口相连；阳极侧气水分离器（14）的气体出口经第二单向阀（15）与氧储箱（1）相连；水箱（2）通过管路经高压补水泵（3）与阳极侧气水分离器（14）底部或底部的出水口相连；阴极侧气水分离器（8）的底部出水口经第一两位两通电磁阀（7）、第二水净化装置（5）与水箱（2）相连；阴极侧气水分离器（8）的气体出口经第一单向阀（10）与氢储箱（9）相连。

2.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：于阴极侧气水分离器（8）和阳极侧气水分离器（14）的顶部分别设置有压力调节口，压力调节口上分别连接有第一两位两通电磁阀（11）、第三两位两通电磁阀（13）。

3.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：

所述的阳极侧气水分离器（14）的外部安装有散热片或水冷夹套，及时排除电解过程废热，而不需要额外增加散热设备；

阳极侧气水分离器（14），分水器下方出水口与循环水泵相连，为电解池阳极侧供水；这样分水器具有分水及水箱双重功效，即分水器上部用于气水分离，下部作为循环泵供水箱。

4.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：

所述阳极侧气水分离器（14）内部装有液位传感器，液位传感器输出的上下液位信号作为控制高压补水泵（3）工作的控制信号；当水位降低到下液位时，补水泵开始补水；当水位上涨到上液位时，补水泵停止工作。

5.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：

所述阴极侧气水分离器（8）内部装有液位传感器、底部或与底部连接的管道上装有第一两位两通电磁阀(7)，通过两者组合控制分水器中水的排放；

当阳极侧水向阴极侧转移导致水位上升到上液位时，通过液位传感器输出的上液位信号控制分水器底部电磁阀打开排水，通过液位传感器输出的下液位信号控制电磁阀关闭。

6.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：

所述阴极侧气水分离器（8）阴极侧水向水箱(2)排放，而不是类似于碱水电解向阳极侧分水器转移，这样可以避免因电磁阀故障等意外导致氢氧混合等危险情况发生，从而有效提高系统的安全性。

7.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：

于阴极侧气水分离器（8）和阳极侧气水分离器（14）的顶部分别设置有压力调节口，压力调节口上分别连接有第一两位两通电磁阀（11）、第三两位两通电磁阀（13），它们为常闭型两位两通电磁阀，用于控制两侧生成气的排放，以维持两侧压差在一个合理范围内，防止电解池固体聚合物膜因两侧压差过大而破裂；当两侧压差超过控制范围时，压力高侧电磁阀打开排放气体直至压差在合理范围。

8.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于：在排放口之后、储箱前气体管路上装有第一单向阀（10）、第二单向阀（15），排放及停车过程中由于单向阀的作用，只排放单向阀前的气体，而不会排放储箱中的气体。