水电解氢气放空装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种水电解装置，尤其是一种水电解氢气放空装置。


背景技术：

2.水电解制氢装置包括电解槽、水电解分离器(氢气分离器和氧气分离器)和水电解洗涤器等。
3.水电解洗涤器包括氢气洗涤器和氧气洗涤器。氢气洗涤器和氧气洗涤器用于将夹带有碱液的氢气或氧气洗涤并排出干净的氢气或氧气。然后需要对水电解洗涤器及其相应的管道进行安全放空，以安全排出残留的氢气。
4.cn104627963a公开了一种水电解氢气纯化方法及实现该方法的装置。原料氢气进入第一干燥塔在工作压力下全气量去湿，获得的高纯氢气被分流为两部嗯，其中产品氢气进入后续用氢单元，而再生氢气进入第二干燥塔，在第二干燥塔内工作压力释放至常压后，对第二干燥塔在上一周期所吸附的水分进行吹带，使第二干燥塔内部的干燥剂再生，吹带之后再生氢气经冷却后放空。该专利文献中未提及如何进行放空。
5.cn205205238u公开了一种水电解制氢除氮装置。包括电解槽、原料水箱、氢气管道、氧气管道和气相放空管道，氢气管道和氧气管道分别连接电解槽的两端，氧气管道的另一端伸入原料水箱的液面内，气相放空管的一端与氧气管道相连，另一端伸入原料水箱内。 cn210262019u公开了一种水电解制氢提纯装置。包括电解槽和原料水箱，原料水箱通过管道连接电解槽，还包括氧气管道、氢气管道、氢气收集管道、氢气放空管道、压力表、脱盐水入口管道、排气管。氧气管道和氢气管道分别连接电解槽的两端，氢气管道的另一端分别连接氢气收集管道和氢气放空管道，氢气放空管道端部伸入到原料水箱内，且氢气放空管道伸入液面下端设有布气器。上述两个专利文献中的氢气放空的装置排空效率较低，而且安全性仍待提高。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种水电解氢气放空装置。本实用新型的水电解氢气放空装置的安全性得到了改善，能够防止氮气阀门失效而避免发生爆炸事故。
7.本实用新型提供一种水电解氢气放空装置，包括水电解洗涤器、第一阀门、第一快速接头、金属软管、第二快速接头、第二阀门、单向阀和氮气装置；其中，
8.所述水电解洗涤器具有待洗气体入口部和气体出口部，所述气体出口部用于将干净的氢气或氧气排出，所述待洗气体入口部用于使夹带有碱液的氢气或氧气进入水电解洗涤器；
9.所述第一阀门的一端与所述气体出口部相连；
10.所述第一快速接头与所述第一阀门的另一端相连；
11.所述金属软管的一端与所述第二快速接头相连；所述金属软管的另一端与所述第
一快速接头相连；
12.所述氮气装置、单向阀和第二阀门依次相连，所述第二阀门还与所述第二快速接头相连。
13.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述第一阀门为三通阀；所述第二阀门为二通阀；
14.所述水电解氢气放空装置还包括气体纯化装置，所述气体纯化装置与所述第一阀门相连，用于纯化氢气或氧气。
15.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，水电解氢气放空装置还包括压力调节阀，所述压力调节阀设置于所述气体出口部与所述第一阀门之间，用于调节气体出口部排出的气体的压力大小。
16.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，水电解氢气放空装置还包括气体含量检测装置，所述气体含量检测装置位于所述气体出口部与所述压力调节阀之间，用于检测气体出口部排出的气体中的氢气和/或氧气的含量。
17.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述水电解洗涤器还包含补水入口部；其中，
18.所述补水入口部设置在所述水电解洗涤器的侧壁的中下部，用于向水电解洗涤器内补充脱盐水；
19.所述待洗气体入口部设置在所述水电解洗涤器的侧壁的上部，用于供夹带有碱液的待洗气体进入；所述气体出口部设置在所述水电解洗涤器的顶部。
20.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述水电解洗涤器还包括进气导管，所述进气导管设置在所述水电解洗涤器的内部；所述进气导管为l形结构，所述进气导管具有导管入口部和导管出口部，所述导管入口部与所述待洗气体入口部相连，所述导管出口部靠近所述水电解洗涤器的底部。
21.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述水电解洗涤器还包括冷凝管，所述冷凝管包括冷却液进口部、冷凝管主体和冷却液出口部；其中，
22.所述冷凝管主体为螺旋型结构，所述冷凝管主体位于所述水电解洗涤器的内部，至少一部分的所述进气导管穿过所述冷凝管主体的螺旋型结构中心，且所述导管出口部位于冷凝管主体的下方；所述冷却液进口部位于所述水电解洗涤器的侧壁的下部，所述冷却液出口部位于所述水电解洗涤器的侧壁的中部附近。
23.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述水电解洗涤器还设置有溢流口部；所述溢流口部设置于所述水电解洗涤器的侧壁的中部附近，且所述溢流口部位于所述补水入口部的上方，其用于将多余的水排出水电解洗涤器，以保持水电解洗涤器内的液面高度。
24.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述水电解洗涤器还设置有排污口部，所述排污口部设置在所述水电解洗涤器的底部，用于将含碱及其他杂质的洗涤污水排出。
25.根据本实用新型的水电解氢气放空装置，优选地，所述待洗气体入口部、溢流口部和所述补水入口部位于水电解洗涤器的同一侧；所述冷却液出口部和冷却液进口部位于水电解洗涤器的另一侧。
26.本实用新型的水电解氢气放空装置可以避免在水电解氢气放空的过程中的氮气阀门失效时，氮气没有进入氢气放空管而导致的氢气和空气混合发生的爆炸，极大提高了水电解氢气放空过程的安全性，适用于大规模生产应用。
附图说明
27.图1是本实用新型的一种水电解氢气放空装置的示意图。
28.图2是本实用新型的一种水电解氢气放空装置的水电解洗涤器的结构示意图。
29.附图标记说明如下：
30.100
‑
第一快速接头，200
‑
金属软管，300
‑
水电解洗涤器，310
‑
补水入口部，320
‑
气体出口部，330
‑
排污口部，340
‑
溢流口部，350
‑
待洗气体入口部，360
‑
冷凝管，361
‑
冷却液进口部，362
‑
冷却液出口部，370
‑
垫圈，400
‑
第一阀门，500
‑
第二快速接头，600
‑
第二阀门， 700
‑
单向阀，800
‑
氮气装置，10
‑
气体纯化装置。
具体实施方式
31.下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
32.本实用新型所述的“装置”为一种产品，即各设备的集合。夹带碱液的氢气或氧气在水电解洗涤器被冷却以及被洗涤，并得到干净的氢气或氧气。
33.本实用新型的水电解氢气放空装置包括水电解洗涤器、第一阀门、第一快速接头、金属软管、第二快速接头、第二阀门、单向阀和氮气装置。下面进行详细描述。
34.水电解洗涤器具有待洗气体入口部和气体出口部，气体出口部用于将干净的氢气或氧气排出，待洗气体入口部用于使夹带有碱液的氢气或氧气进入水电解洗涤器。水电解洗涤器包括氢气洗涤器和氧气洗涤器。氢气洗涤器用于将夹带有碱液的氢气洗涤，并排出干净的氢气。氧气洗涤器用于将夹带有碱液的氧气洗涤，并排出干净的氧气。氢气洗涤器和氧气洗涤器的结构相同。为了安全，氢气洗涤器和氧气洗涤器及其排气管道都需要连接放空装置进行放空。
35.第一阀门的一端与气体出口部相连。第一阀门的另一端与第一快速接头相连。金属软管的一端与第二快速接头相连，金属软管的另一端与第一快速接头相连。
36.氮气装置、单向阀和第二阀门依次相连，第二阀门还与第二快速接头相连。
37.根据本实用新型的一个实施方式，第一阀门为三通阀。
38.根据本实用新型的另一个实施方式，第二阀门为二通阀。
39.根据本实用新型的一个具体实施方式，第二阀门为二通球阀。
40.第一快速接头、第二快速接头、二通阀、三通阀和单向阀的型号没有特别限定，本领域已知的那些即可。
41.在水电解洗涤器中的气体放空时，将金属软管的一端与第二快速接头连接，然后依次打开第二阀门和单向阀，当氮气装置的氮气从金属软管的另一端出来时，将金属软管的另一端与第一快速接头连接，进行放空。
42.当气体(氢气或氧气)放空结束时，依次关闭单向阀和第二阀门，断开金属软管与第一快速接头和第二快速接头的连接。利用此装置可有效防止第二阀门和单向阀失效，避
免氮气没有进入氢气放空管而造成的氢气放空过程中氢气和空气混合发生的爆炸。
43.水电解氢气放空装置还包括气体纯化装置，气体纯化装置与所述第一阀门相连，用于纯化氢气或氧气。将水电解洗涤器内的气体排出至气体纯化装置，之后将第一阀门与气体纯化装置之间进行关闭，然后对第一阀门与水电解洗涤器之间的管道以及水电解洗涤器进行放空，以避免发生氢气爆炸事故。
44.水电解氢气放空装置还包括压力调节阀和气体含量检测装置。压力调节阀设置于气体出口部与第一阀门之间，用于调节气体出口部排出的气体的压力大小。气体含量检测装置位于气体出口部与压力调节阀之间，用于检测气体出口部排出的气体中的氢气和/或氧气的含量。
45.本实用新型的水电解洗涤器为接近圆柱形反应釜的结构。水电解洗涤器还具有补水入口部、气体出口部、进气导管、冷凝管、排污口部和溢流口部。
46.补水入口部设置在水电解洗涤器的侧壁的中下部，补水入口部用于供贮水设备输送的脱盐水进入水电解洗涤器。脱盐水将夹带有碱液的氢气或氧气进行洗涤，得到干净的氢气和含有碱及其他杂质的洗涤污水。补水入口部与贮水箱相连。贮水箱用于提供脱盐水。
47.气体出口部设置在水电解洗涤器的顶部。气体出口部用于供干净的氢气或氧气排出。
48.待洗气体入口部设置在水电解洗涤器的侧壁的上部，用于供夹带有碱液的氢气或氧气进入水电解洗涤器。
49.本实用新型的进气导管为l形结构。进气导管设置在所述水电解洗涤器的内部，并向下延伸至靠近水电解洗涤器的底部。进气导管具有导管入口部和导管出口部。导管入口部与待洗气体入口部相连，导管出口部靠近所述水电解洗涤器的底部。进气导管用于将夹带有碱液的氢气导入至水电解洗涤器的底部。这样有利于将夹带有碱液的氢气进行洗涤以除去碱液。
50.根据本实用新型的一个具体实施方式，所述导管出口部位于水电解洗涤器内的水面以下。
51.待洗气体入口部与氢气分离器相连。夹带碱液的氢气或氧气为由氢气分离器或氧气分离器内产生的，并由氢气分离器或氧气分离器供应至水电解洗涤器，从而将夹带碱液的氢气或氧气进行冷却并进行洗涤以除去碱液。
52.本实用新型的冷凝管包括冷却液进口部、冷凝管主体和冷却液出口部。冷凝管主体为螺旋型结构，冷凝管主体位于水电解洗涤器的内部，且至少一部分的进气导管穿过冷凝管主体的螺旋型结构中心。导管出口部位于冷凝管主体的下方。冷却液进口部位于所述水电解洗涤器的侧壁的下部，冷却液出口部位于水电解洗涤器的侧壁的中部附近。这样有利于将夹带有碱液的氢气进行冷却。螺旋型的冷凝管通过垫圈与水电解洗涤器的侧壁固定连接。
53.根据本实用新型的一个实施方式，冷却液进口部与冷却液出口部平行设置，且冷却液进口部位于冷却液出口部的下方。
54.在某些实施方案中，所用冷却液为冷却水。
55.溢流口部设置在水电解洗涤器的侧壁的中部附近，且溢流口部位于所述补水入口部的上方，并位于所述待洗气体入口部的下方，其用于将多余的水排出水电解洗涤器，以保
持水电解洗涤器内的液面高度。这样有利于将夹带有碱液的氢气进行净化。
56.在某些实施方案中，所述溢流口部与所述电解槽相连。这样有利于将溢流出的脱盐水循环用于电解槽的水电解用水。
57.排污口部设置在水电解洗涤器的底部，排污口部用于将含有碱及其他杂质的洗涤污水排出。
58.本实用新型的待洗气体入口部、溢流口部和补水入口部均位于水电解洗涤器的同一侧。冷却液出口部和冷却液进口部位于水电解洗涤器的另一侧。这样有利于操作。
59.实施例1
60.图1示出了本实用新型的一种水电解氢气放空装置的示意图。图 2为本实用新型的一种水电解洗涤器的结构示意图。本实施例的水电解氢气放空装置包括水电解洗涤器300、第一阀门400、第一快速接头100、金属软管200、第二快速接头500、第二阀门600、单向阀 700和氮气装置800。
61.水电解洗涤器300具有待洗气体入口部350和气体出口部320，气体出口部320用于将干净的氢气或氧气排出，待洗气体入口部350 用于使夹带有碱液的氢气或氧气进入水电解洗涤器300。
62.第一阀门400的一端与气体出口部320相连。
63.第一快速接头100与第一阀门400的另一端相连。
64.金属软管200的一端与第二快速接头500相连。金属软管200的另一端与第一快速接头100相连。
65.氮气装置800、单向阀700和第二阀门600依次相连，第二阀门 600还与第二快速接头500相连。在水电解氢气放空时，将金属软管 200与第二快速接头500连接，然后依次打开第二阀门600和单向阀 700，当有氮气从金属软管200出口出来时，将金属软管200与第一快速接头100连接。氢气放空结束时，依次关闭单向阀700和第二阀门600，断开金属软管200与第一快速接头100和第二快速接头500 的连接。这样可有效防止第二阀门600和单向阀700失效而导致氮气没有进入氢气放空管，从而避免氢气和空气混合发生爆炸。
66.第一阀门为400三通阀。第二阀门600为二通阀。
67.水电解氢气放空装置还包括气体纯化装置10，气体纯化装置10 与第一阀门400相连，用于纯化氢气或氧气。
68.水电解氢气放空装置还包括压力调节阀(未示出)和气体含量检测装置(未示出)。压力调节阀设置于气体出口部320与第一阀门 400之间，用于调节气体出口部320排出的气体的压力大小。气体含量检测装置位于气体出口部320与压力调节阀之间，用于检测气体出口部320排出的气体中的氢气和/或氧气的含量。
69.水电解洗涤器300还设置有补水入口部310、进气导管、冷凝管 360、排污口部330和溢流口部340。水电解洗涤器300为接近圆柱形反应釜的结构。
70.待洗气体入口部350设置在所述水电解洗涤器300的侧壁的上部，用于供夹带有碱液的气体进入水电解洗涤器300。气体出口部 320设置在水电解洗涤器300的顶部，补水入口部310设置在水电解洗涤器300的侧壁的中下部，用于向水电解洗涤器300内补充脱盐水。
71.进气导管为l形结构。进气导管设置在所述水电解洗涤器300的内部，进气导管具有导管入口部和导管出口部。导管入口部与待洗气体入口部350相连，导管出口部靠近所述
水电解洗涤器300的底部。待洗气体入口部350与氢气分离器(未示出)相连。氢气分离器产生的夹带有碱液的氢气供应至待洗气体入口部350。
72.冷凝管360包括冷却液进口部361、冷凝管主体和冷却液出口部 362。冷凝管主体为螺旋型结构。冷凝管主体位于所述水电解洗涤器 300的内部，且至少一部分的进气导管穿过冷凝管主体所形成的螺旋型结构中心。且所述导管出口部位于冷凝管主体的下方。冷却液进口部361位于所述水电解洗涤器300的侧壁的下部，冷却液出口部362 位于水电解洗涤器300的侧壁的中部附近。螺旋型的冷凝管360通过垫圈370与水电解洗涤器300的侧壁固定连接。
73.溢流口部340设置在水电解洗涤器300的侧壁的中部附近，且溢流口部340位于补水入口部310的上方，其用于将多余的水排出水电解洗涤器300，以保持水电解洗涤器300内的液面高度。
74.排污口部330设置在水电解洗涤器300的底部，排污口部330用于将洗涤污水排出。夹带有碱液的氢气用水源洗涤后产生干净的氢气和含碱及其他杂质的洗涤污水，洗涤污水从排污口部330排出，干净的氢气从气体出口部320排出。
75.待洗气体入口部350、溢流口部340和所述补水入口部310位于水电解洗涤器300的同一侧。冷却液出口部362和冷却液进口部361 位于水电解洗涤器300的另一侧。
76.本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。