专利名称：水电解制氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水电解制氢装置，特别是涉及一种抗腐蚀的水电解制氢装置。
背景技术：
目前工业化水电解制氢设备大多采用碱性水电解槽，其工作原理为二在水电解过 程中，直流电通过KOH(或NaOH)水溶液，离子作定向运动。[H+]向阴极移动，在阴极得到电 子，被还原，生成氢气；[0H_]向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化，生成氧气。在碱性水电解槽的一侧设置有端压板，在端压板上设置有氧碱液出口、氢碱液出 口、氧碱液进口和氢碱液进口。其中，氢碱液出口、氧碱液出口分别连接氢气分离器的氢碱 液进口法兰和氧气分离器的氧碱液进口法兰。如图1所示，水电解制氢装置中的碱液循环 流程为碱液在碱液循环泵作用下由氢气分离器(或氧气分离器)经碱液泵、碱液过滤器、 碱液冷却器后打入电解槽的电解小室中，经电解后形成的氢气与碱液的混合液(或氧气与 碱液的混合液)被输送到氢气分离器(或氧气分离器)，经气液分离后液体经泵重新打入电 解槽进行电解过程。由于水电解制氢装置内部的液体为强电解质，因此在氢碱液与氧碱液分别向氢氧 分离器输送的过程中会携带大量带电荷离子，且内部结构及管路连接不能避免完全对称， 因此会在氢、氧碱液输送过程中产生电位差，在有电解质、电位差同时存在的条件下，就构 成了电化学腐蚀环境。在电化学腐蚀作用下，液路管件很容易产生腐蚀泄漏。目前，在防止水电解制氢装 置电化学腐蚀方面还没有很好的方法，为了避免电化学腐蚀带来的严重影响，目前在水电 解制氢行业，通常选用各种抗腐蚀材料，例如电解槽采用碳钢镀镍材质，工艺管道采用不 锈钢，分离器、过滤器等采用碳钢镀镍或不锈钢。但是这样不仅成本较高，而且水电解制氢 装置抗电化学腐蚀的性能仍然不佳。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够防止产生电化学腐蚀且成本较低的水电解制
S装置。为此，本实用新型的技术方案为一种水电解制氢装置，包括电解槽、氢气分离器和氧气分离器，在电解槽的一侧设 置有端压板，在端压板上设置有氧碱液出口、氢碱液出口、氧碱液进口和氢碱液进口，所述 的氢碱液出口、氧碱液出口分别通过管道连接所述氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器 的氧碱液进口，所述的氧碱液出口和氢碱液出口之间连接有第1导线，所述的氧碱液进口 和氢碱液进口之间连接有第2导线，所述的氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱 液进口之间连接有第3导线，所述的第1导线、第2导线和第3导线与地线连接。所述的第1导体、第2导体和第3导体为导线、铜排或铜编织线。优选的是，所述铜排为挂锡铜排，所述铜编织线为镀锡铜编织线。优选的是，所述的氧碱液出口和氢碱液出口、氧碱液进口和氢碱液进口以及氢气 分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱液进口与相应的第1导线、第2导线和第3导线 之间通过连接片连接。本实用新型的水电解制氢装置，通过将氢、氧碱液管道就近等电位连接，消除了构 成电化学腐蚀产生的必要条件--电位差，从而消除或减弱了水电解制氢装置的电化学腐 蚀问题。
图1是水电解制氢装置中的碱液的循环流程图；图2是本实用新型的水电解制氢装置中电解槽的等电位连接结构示意图；图3是本实用新型的水电解制氢装置中氢碱液进口法兰和氧碱液进口法兰的等 电位连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的水电解制氢装置的结构进行详细说明。水电解制氢装置主要包括电解槽、碱液循环泵、氢气分离器、氧气分离器、碱液过 滤器、碱液冷却器等。图2所示为电解槽端压板侧的结构示意图，如图所示，在端压板10上 设置有氧碱液出口 11、氢碱液出口 12、氧碱液进口 13和氢碱液进口 14。如图3所示，在氢 气分离器15和氧气分离器16上分别设置有氢碱液进口 17和氧碱液进口 18。电解槽端压 板10上的氢碱液出口 12、氧碱液出口 11分别通过管道连接氢气分离器15的氢碱液进口 17和氧气分离器16的氧碱液进口 18。为了消除电位差造成的电化学腐蚀，在本实用新型中引用了电气安全中的等电位 连接技术。具体为电解槽端压板10上的氧碱液出口 11和氢碱液出口 12之间连接第1导 体21，氧碱液进口 13和氢碱液进口 14之间连接第2导体22。氢气分离器15的氢碱液进 口 17和氧气分离器16的氧碱液进口 18之间连接第3导体23。第1导体21、第2导体22 和第3导体23分别与地线连接。在本实施例中，第1导体21、第2导体22分别与接地螺栓 24连接，第3导体23与接地螺栓25连接。为了便于连接，在端压板10上的氧碱液进/出 口、氢碱液进/出口以及氢气/氧气分离器上的氢、氧碱液进口处先分别连接一连接片26， 相应的导体再与连接片26连接。上述的第1、2、3导体优选采用6mm2导线、镀锡铜编织线或采用挂锡铜排。由于在 进/出口处均设置有法兰，连接时先将氢、氧进/出口法兰连接后再连接至相应的接地螺栓 处。另外，碱液循环泵进口、碱液冷却器进口也要以相同的方式做好等电位联接。各连 接处应紧固连接，且连接处的导通性最好小于0. 1 Ω。
权利要求一种水电解制氢装置，包括电解槽、氢气分离器和氧气分离器，在电解槽的一侧设置有端压板，在端压板上设置有氧碱液出口、氢碱液出口、氧碱液进口和氢碱液进口，所述的氢碱液出口、氧碱液出口分别通过管道连接所述氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱液进口，其特征在于所述的氧碱液出口和氢碱液出口之间连接有第1导体，所述的氧碱液进口和氢碱液进口之间连接有第2导体，所述的氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱液进口之间连接有第3导体，所述的第1导体、第2导体和第3导体与地线连接。
2.根据权利要求1所述的水电解制氢装置，其特征在于所述的第1导体、第2导体和 第3导体为导线、铜排或铜编织线。
3.根据权利要求2所述的水电解制氢装置，其特征在于所述铜排为挂锡铜排，所述铜 编织线为镀锡铜编织线。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于所述的氧碱液 出口和氢碱液出口、氧碱液进口和氢碱液进口以及氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器 的氧碱液进口与相应的第1导线、第2导线和第3导线之间通过连接片连接。
专利摘要本实用新型公开了一种水电解制氢装置，包括电解槽、氢气分离器和氧气分离器，在电解槽的一侧设置有端压板，在端压板上设置有氧碱液出口、氢碱液出口、氧碱液进口和氢碱液进口，所述的氢碱液出口、氧碱液出口分别通过管道连接所述氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱液进口，所述的氧碱液出口和氢碱液出口之间连接有第1导体，所述的氧碱液进口和氢碱液进口之间连接有第2导体，所述的氢气分离器的氢碱液进口和氧气分离器的氧碱液进口之间连接有第3导体，所述的第1导体、第2导体和第3导体与地线连接。本装置通过将氢、氧碱液管道就近等电位连接，消除了构成电化学腐蚀产生的电位差，从而消除或减弱了水电解制氢装置的电化学腐蚀问题。
文档编号C25B1/04GK201678738SQ20102016421
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者张建锁, 张立艳, 王建峰 申请人:天津市大陆制氢设备有限公司