一种水洗塔及气液分离系统的制作方法

本技术涉及电解水制氢，具体涉及一种水洗塔及气液分离系统。

背景技术：

1、碱水电解槽制氢是一种比较成熟的技术手段。碱水电解槽以大约30%koh溶液为电解质，在直流电的作用下，将水电解为氢气和氧气。阴极析出的氢气和阳极析出的氧气分别夹带着碱液进入氢气分离器和氧气分离器。在氢气分离器中，氢气与夹带的碱水分离，分离后的氢气进入氢气洗涤器，用纯水对气体进行鼓泡式洗涤，去除夹带的少量碱液。在氧气分离器中，氧气与夹带的碱水分离，分离后的氧气进入氧气洗涤器，用纯水对气体进行鼓泡式洗涤，去除夹带的少量碱液。鼓泡洗涤后的氢气进入氢气纯化系统进行提纯。

2、目前的洗涤器是将气体管道插入水中，氢气或氧气从水中鼓泡通过时，气体中夹带的少量碱液被洗涤到水中。这种鼓泡式洗涤，由于气体分布不均匀，且洗涤时气液接触面积小，因此洗涤效果差，氢气和氧气仍会夹带少量碱液进入后续的纯化系统。这会导致纯化系统出现碱腐蚀及催化剂、吸附剂堵塞等问题，影响纯化系统运行的纯化性能与系统稳定性。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服目前的洗涤器洗涤效果差的缺陷，从而提供一种水洗塔及气液分离系统。

2、为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

3、一种水洗塔，包括：

4、塔体，底部为通入待洗涤气体的气体入口，顶部为气体出口；

5、填料层，填充于所述塔体内部，适于增加气液传质的接触面积；

6、气体分布器，位于所述填料层正下方的塔体内部，适于将待洗涤气体进行均匀分布；

7、液体分布器，设置在填料层上部的塔体内部，适于向下喷射液体以对待洗涤气体进行冷却、洗涤。

8、进一步优化技术方案，所述塔体的内部由下至上依次分设为接触段、冷却段和封头段；

9、所述填料层设置在接触段；所述冷却段设置有适于使得洗涤后气体通过并对洗涤后气体中的水汽进行冷却、冷凝的冷却器。

10、进一步优化技术方案，所述冷却器包括：

11、冷却器底板；

12、冷却器顶板；

13、若干换热管，分别间隔设置在冷却器底板和冷却器顶板之间，并与塔体的接触段和封头段相连通；

14、冷却器侧板，与冷却器底板、冷却器顶板以及若干换热管之间构成冷却介质存储腔，所述冷却介质存储腔与换热管之间互不连通；

15、冷却介质入口，与冷却介质存储腔相连通，适于向冷却介质存储腔通入冷却介质；

16、冷却介质出口，与冷却介质存储腔相连通，适于将经换热后的冷却介质排出。

17、进一步优化技术方案，所述冷却器侧板为塔体的一部分。

18、进一步优化技术方案，所述冷却器还包括：

19、排气口，与冷却介质存储腔相连通，适于在冷却器启动时将冷却介质存储腔内部气体排出；

20、放净口，与冷却介质存储腔相连通，适于在冷却器停机后将冷却介质存储腔内部冷却介质排空。

21、进一步优化技术方案，所述冷却器与塔体之间通过设备法兰连接。

22、进一步优化技术方案，所述气体分布器对填料层进行支撑。

23、进一步优化技术方案，所述封头段的内部设置有适于滤除洗涤后气体中的水雾的除沫器。

24、一种气液分离系统，包括：

25、气液分离装置，具有进气口、出气口和排液口；

26、所述的水洗塔，所述塔体的气体入口与气液分离装置的出气口相连接。

27、进一步优化技术方案，所述气液分离装置为碱水电解制氢系统中的氢气气液分离装置或氧气气液分离装置。

28、本实用新型技术方案，具有如下优点：

29、1.本实用新型提供的一种水洗塔，采用水洗塔作为洗涤器，利用系统补水对氢气或氧气进行洗涤，水洗效果好，可有效降低气体中碱液的夹带。水洗塔内同时设置气体分布器与液体分布器，可大大改善塔内的气体分布与液体分布，避免气、液短路、偏流，大大地提高了气体的洗涤效果；水洗塔内设置填料层，可显著增加气液传质的接触面积，洗涤效果更好，可有效降低气体中的碱液夹带量。

30、2.本实用新型提供的一种水洗塔，在水洗塔上方集成氢气/氧气冷却器，利用冷却水或冷媒对气体进行降温，使气体中的水汽冷却、冷凝，降低气体出口的气体中的水汽含量。本实用新型通过液体分布器喷出的液体以及冷却器对气体分别进行两次冷却，进一步使得气体中的部分饱和水被充分冷凝成液态水。

31、3.本实用新型提供的一种水洗塔，气体从换热管的底部进入，并与冷却介质存储腔内部的冷却介质进行热交换后从换热管的顶部排出，进而有效地实现了对气体进行冷却、冷凝的效果。

32、4.本实用新型提供的一种水洗塔，封头段的内部设置有除沫器，减少气体中的水雾夹带。

33、5.本实用新型提供的一种水洗塔，集水洗、冷却、除雾等多个功能为一体，降低了投资与占地。

34、6.本实用新型提供的一种气液分离系统，将水洗塔用于对氢气或氧气进行洗涤，能够提高氢气/氧气的洗涤效果，尽可能地避免氢气/氧气夹带碱液进入后续的纯化系统。并且降低了氢气/氧气中的水汽含量，减轻了纯化系统的脱水负荷。

技术特征：

1.一种气液分离系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种气液分离系统，其特征在于，所述冷却器还包括：

3.根据权利要求1或2所述的一种气液分离系统，其特征在于，所述冷却器与塔体之间通过设备法兰连接。

4.根据权利要求3所述的一种气液分离系统，其特征在于，所述气体分布器（2）对填料层（3）进行支撑。

5.根据权利要求1或2所述的一种气液分离系统，其特征在于，所述封头段的内部设置有适于滤除洗涤后气体中的水雾的除沫器（15）。

技术总结
本技术公开了一种水洗塔及气液分离系统，所述水洗塔包括：塔体，底部为通入待洗涤气体的气体入口，顶部为气体出口；填料层，填充于所述塔体内部，适于增加气液传质的接触面积；气体分布器，位于所述填料层正下方的塔体内部，适于将待洗涤气体进行均匀分布；液体分布器，设置在填料层上部的塔体内部，适于向下喷射液体以对待洗涤气体进行冷却、洗涤。本技术水洗塔内同时设置气体分布器与液体分布器，可大大改善塔内的气体分布与液体分布，避免气、液短路、偏流，大大地提高了气体的洗涤效果；水洗塔内设置填料层，可显著增加气液传质的接触面积，洗涤效果更好，可有效降低气体中的碱液夹带量。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：北京海望氢能科技有限公司
技术研发日：20231110
技术公布日：2024/1/5