一种水电解槽电解液分配、汇流结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电化学设备技术领域，尤其涉及一种水电解槽电解液分配、汇流结构。


背景技术：

[0002]
氢能作为清洁能源的重要组成部分，正处于产业的快速发展期，与其相适应的水电解制氢装置正在向大型化发展，目前一般采用电解水的方法来制取氢气，水电解槽是进行水电解制氢的设备。
[0003]
随着氢能作为清洁能源不断地被推广，水电解槽的大型化制氢已经成了必然趋势，水电解槽的大型化必然大幅增加电解小室数量，电解小室的增加数量越多，电解槽槽体越长，引起电解槽内流场的均匀性变差，各电解室的温度差异增大，电解液流动的阻力增大，电解槽的运行状态变差，这些不利因素将影响水电解槽大型化的发展，同时也影响了制氢效率。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种水电解槽电解液分配、汇流结构，水电解槽由若干电极板构成的电解室串联，采用一端正极，一端负极的输电方式，电解槽由设在中部的具有分配和汇流功能的中间双性极板实现电解液均匀分配和产生的气体汇集输出的优点，解决了水电解槽的大型化必然大幅增加电解小室数量，电解小室的增加数量越多，电解槽槽体越长，引起电解槽内流场的均匀性变差，各电解室的温度差异增大，电解液流动的阻力增大，电解槽的运行状态变差的问题。
[0005]
根据本实用新型实施例的一种水电解槽电解液分配、汇流结构，包括正极板与负极板，所述正极板与负极板分别设置在电解槽的两端，且在所述正极板与负极板之间的电解槽内均匀设置有多个中间双性极板，所述中间双性极板中部贯穿有径向口，在所述电解槽的下部设置有电解液管，在所述电解槽的上部分别设置有氢气管与氧气管。
[0006]
进一步地，所述中间双性极板包括负极片与正极片，所述负极片与正极板相向，所述正极片与负极板相向，且所述负极片与正极片中部通过绝缘片相隔离。
[0007]
进一步地，所述负极板的下部两侧固定有左压板，所述左压板采用绝缘材料制成。
[0008]
进一步地，所述正极板的下部两侧固定有右压板，所述右压板采用绝缘材料制成。
[0009]
进一步地，所述电解液管在电解槽内部呈矩形状分布，且在所述电解液管的两侧中部分别设置有第一进液口与第二进液口。
[0010]
进一步地，所述第一进液口与第二进液口进入的电解液，经所述电解液管流动至邻边中部的出液口流入至电解槽内部。
[0011]
进一步地，所述氢气管与氧气管均设置有多个，且多个所述氢气管与氧气管呈平行布置。
[0012]
进一步地，所述氢气管的在负极片上设置有负极片进口，在所述负极板上设置有
负极板进口。
[0013]
进一步地，所述氧气管在正极片上设置有正极片进口，在所述正极板上设置有正极板进口。
[0014]
进一步地，所述氢气管、氧气管的中部上侧分别设置有氢气出口、氧气出口，所述氢气出口、氧气出口分别与多个氢气管、氧气管相连通。
[0015]
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
[0016]
1、通过中间双性极板中部设置有径向口，这样形成电解液分配腔室，电解液进入中间双性极板后，首先充满在腔室内，并通过径向口将电解液从电解槽底部的流道向其两侧的各电解室分配，进入电解室的电解液在直流电作用下发生电解反应，生成氢气和氧气，负极片与负极板上所生成的氢气通过负极片进口与负极板进口导入氢气管，最后从氢气出口流出，正极片与正极板上所生成的氧气通过正极片进口与正极板进口导入氧气管，最后从氧气出口流出，增加了水电解效率；
[0017]
2、水电解槽由若干电极板构成的电解室串联，采用一端正极，一端负极的输电方式，电解槽由设在中部的具有分配和汇流功能的中间双性极板实现电解液均匀分配和产生的气体汇集输出，同时，也解决了大型水电解槽因槽体过长引起的电解液分配不均匀和气体输出阻力。
附图说明
[0018]
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0019]
图1为本实用新型提出的一种水电解槽电解液分配、汇流结构的结构示意图；
[0020]
图2为本实用新型提出的一种水电解槽电解液分配、汇流结构中中间双性极板的结构示意图。
[0021]
图中：1-电解槽、2-左压板、3-右压板、4-负极板、5-正极板、6-中间双性极板、7-径向口、8-负极片、9-正极片、10-绝缘片、11-电解液管、12-第一进液口、13-第二进液口、14-氢气管、15-负极片进口、16-负极板进口、17-氢气出口、18-氧气管、19-正极片进口、20-正极板进口、21-氧气出口。
具体实施方式
[0022]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]
以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
[0024]
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]
实施例1
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参照图1-2所示，为本实用新型提供的较佳实施例，其在电解槽1的中部设置有一个中间双性极板6。
[0027]
一种水电解槽电解液分配、汇流结构，包括正极板5与负极板4，正极板5与负极板4分别设置在电解槽1的两端，且在正极板5与负极板6之间的电解槽1内均匀设置有多个中间双性极板6，中间双性极板6中部贯穿有径向口7，在电解槽1的下部设置有电解液管11，在电解槽1的上部分别设置有氢气管14与氧气管18，电解液管11实现电解液的输入，氢气管14输送中间双性极板6与负极板4所产生的氢气，氧气管18输送中间双性极板6与正极板5所产生的氧气，从而实现氢气与氧气的高效输出。
[0028]
在本实施例中，中间双性极板6包括负极片8与正极片9，负极片8与正极板5相向，正极片9与负极板4相向，且负极片8与正极片9中部通过绝缘片10相隔离，绝缘片10起到隔离作用，使之在通电时负极片8与正极片9不会直接短路，则是通过电解液进行点和输送。
[0029]
在本实施例中，负极板4的下部两侧固定有左压板2，左压板2采用绝缘材料制成，正极板5的下部两侧固定有右压板3，右压板3采用绝缘材料制成，左压板2与右压板3起到支撑正极板5与负极板4的作用。
[0030]
在本实施例中，电解液管11在电解槽1内部呈矩形状分布，且在电解液管11的两侧中部分别设置有第一进液口12与第二进液口13。
[0031]
在本实施例中，第一进液口12与第二进液口13进入的电解液，经电解液管11流动至邻边中部的出液口流入至电解槽1内部，出液口刚好设置在中间双性极板6的两侧。
[0032]
在本实施例中，氢气管14与氧气管18均设置有多个，且多个氢气管14与氧气管18呈平行布置，氢气管14的在负极片8上设置有负极片进口15，在负极板4上设置有负极板进口16，氧气管18在正极片9上设置有正极片进口19，在正极板5上设置有正极板进口20，电解所产生的气体均是通过负极片进口15、负极板进口16、正极片进口19、正极板进口20进入氢气管14与氧气管18中。
[0033]
在本实施例中，氢气管14、氧气管18的中部上侧分别设置有氢气出口17、氧气出口21，氢气出口17、氧气出口21分别与多个氢气管14、氧气管18相连通，多个氢气管14、氧气管18上的气体均会流入至氢气出口17、氧气出口21，最后排出。
[0034]
本技术方案的优势：水电解槽由若干电极板构成的电解室串联，采用一端正极，一端负极的输电方式，电解槽1由设在中部的具有分配和汇流功能的中间双性极板6实现电解液均匀分配和产生的气体汇集输出，同时，也解决了大型水电解槽因槽体过长引起的电解液分配不均匀和气体输出阻力。
[0035]
本技术方案在使用时，通过中间双性极板6中部设置有径向口7，这样形成电解液分配腔室，电解液进入中间双性极板6后，首先充满在腔室内，并通过径向口7将电解液从电解槽1底部的流道向其两侧的各电解室分配，进入电解室的电解液在直流电作用下发生电解反应，生成氢气和氧气，负极片8与负极板4上所生成的氢气通过负极片进口15与负极板进口16导入氢气管14，最后从氢气出口17流出，正极片9与正极板5上所生成的氧气通过正极片进口19与正极板进口20导入氧气管19，最后从氧气出口21流出，增加了水电解效率。
[0036]
本实施例中，整个操作过程可由电脑控制，加上plc等等，实现自动化运行控制，且在各个操作环节中，可以通过设置传感器，进行信号反馈，实现步骤的依序进行，这些都是
目前自动化控制的常规知识，在本实施例中则不再一一赘述。
[0037]
实施例2
[0038]
本实施例中的所设置的中间双性极板6设置为多个，布置方式为：上一个中间双性极板6的负极板8朝向下一个中间双性极板6的正极板9，依次排布，且每个中间双性极板6上均接通直流电，使每两个中间双性极板6均能够构成一个独立的电解室，其余技术方案与实施例1相同。
[0039]
本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
[0040]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。