本发明涉及碱性水电解制氢,具体而言,涉及一种气液分离装置以及碱性水电解制氢系统。
背景技术:
1、碱性水电解作为目前制氢的主要方法之一,通过对碱性液体进行电解,生成氢气和氧气。在传统的碱性水电解制氢过程中,氢氧分离器、碱液冷却器和碱液过滤器是必不可少的设备,氢氧分离器、碱液冷却器和碱液过滤器这些设备单独设置不仅占用大量空间,而且安装过程复杂。
2、为了解决这些问题并提高设备的安全性和性能,有必要研发设计一种集成氢氧碱液分离、冷却和过滤于一体的综合设备。
技术实现思路
1、本发明提供了一种新型的气液分离装置,不仅能够分离气体和液体,而且能够对液体进行降温和除杂处理,占用空间小,安全性能高。
2、本发明提供了一种新型的气液分离装置,与碱性水电解槽连通,包括:罐装本体,包括内筒、外筒和第一进液部件,所述内筒设置于所述外筒的内部,所述内筒和所述外筒之间形成水冷通道,所述第一进液部件设置于内筒;水冷组件,所述水冷组件的进液端和出液端设置于所述外筒,且与所述水冷通道连通;过滤部件,设置于所述内筒的底部,所述内筒底部设置排污阀门;排气部件,设置于所述外筒的顶部,与所述内筒连通;排液部件,设置于所述内筒的底部,所述碱性水电解槽分别连接所述第一进液部件和所述排液部件。
3、在一些可选的实施例中,所述内筒和所述外筒之间的半径比为r1:r2=1:2~3:4,所述内筒的半径为r1,所述外筒的半径为r2。
4、在一些可选的实施例中,所述内筒r1和所述外筒r2之间的半径比为r1:r2=1:2。
5、在一些可选的实施例中,所述罐装本体还包括第一加固部件,所述第一加固部件连接所述内筒和所述外筒。
6、在一些可选的实施例中,所述第一加固部件设置于所述内筒和所述外筒的顶端,所述第一加固部件设置凹槽,所述内筒的顶端卡设于所述凹槽,所述第一加固部件的外周和所述外筒的内表面焊接。
7、在一些可选的实施例中,所述第一加固部件呈圆形,所述第一加固部件设置有贯穿自身的多个通气孔。
8、在一些可选的实施例中,多个所述通气孔围合形成第i层圆环,多个所述通气孔围合形成第i+1层圆环,多个所述通气孔围合形成第i+n层圆环,所述第i层圆环、所述第i+1层圆环、所述第i+n层圆环的之间的直径逐步变大,i大于等于1,n大于1且小于等于4。
9、在一些可选的实施例中,多个所述通气孔呈矩阵型排布。
10、在一些可选的实施例中,所述水冷组件包括液体循环部件和折流部件,所述折流部件设置于所述内筒和所述外筒之间的区域、且分别连接所述内筒和所述外筒以形成水冷通道,所述液体循环部件的进液端和出液端分别连接所述外筒且与所述水冷通道连通。
11、在一些可选的实施例中,所述水冷组件还包括第二进液部件和出液部件,所述第二进液部件和所述出液部件设置于所述外筒、且分别与所述水冷通道连通;所述液体循环部件的进液端与所述第二进液部件连通;所述液体循环部件的出液端与所述出液部件连通。
12、在一些可选的实施例中,所述液体循环部件还包括液体补充罐、动力泵、进液管道和出液管道,所述进液管道的一端连接所述液体补充罐,所述进液管道的另一端连接所述第二进液部件,所述动力泵设置于所述进液管道,所述出液管道的一端连接所述液体补充罐,所述出液管道的另一端连接所述出液部件。
13、在一些可选的实施例中,所述第二进液部件为进液法兰,所述出液部件为出液法兰。
14、在一些可选的实施例中,所述折流部件呈螺旋形,所述折流部件围绕所述内筒盘旋,所述折流部件的内侧与所述内筒外表面连接,所述折流部件的外侧与所述外筒内表面连接。
15、在一些可选的实施例中,所述折流部件的内侧与所述内筒焊接,所述折流部件的外侧和所述外筒内表面焊接。
16、在一些可选的实施例中,所述折流部件包括多个第一折流部件和多个第二折流部件,一个所述第一折流部件和一个所述第二折流部件在所述罐装本体的高度方向交叉排列,任意两个相邻的所述第一折流部件和所述第二折流部件面对面设置。
17、在一些可选的实施例中,所述第一折流部件和所述第二折流部件所对应的圆周角度均为180°~270°。
18、在一些可选的实施例中,所述过滤部件为碱液过滤器。
19、在一些可选的实施例中,所述内筒还包括第二加固部件,所述第二加固部件套设于所述内筒的外部,所述第二加固部件与所述内筒固定连接,所述第二加固部件与所述过滤部件可拆卸连接。
20、在一些可选的实施例中,所述第二加固部件和所述过滤部件通过多个螺栓组件连接,多个所述螺栓组件在所述过滤部件的周向排布。
21、在一些可选的实施例中,所述螺栓组件包括螺母和螺栓,各个所述螺栓组件的螺母在所述过滤部件的周向排布,所述第二加固部件沿自身的周向设置螺纹孔,所述螺栓连接所述第二加固部件和所述螺母。
22、本发明和现有技术相比具有以下技术效果:
23、本发明涉及一种气液分离装置,气液分离装置包括:罐装本体、水冷组件、过滤部件、排气部件和排液部件,罐装本体包括内筒、外筒和第一进液部件,内筒设置于外筒的内部,内筒和外筒之间形成水冷通道,水冷组件的进液端和出液端设置于外筒,从而使得水冷组件与水冷通道实现连通,水冷组件中的冷却液能够在水冷通道形成液体循环,冷却液在水冷通道不断循环能够辅助内筒中的碱性电解液降温。第一进液部件和排液部件设置于内筒,第一进液部件与内筒实现连通,第一进液部件用于接收来自电解槽的碱性电解液和气体的混合物,过滤部件和排液部件设置于内筒的底部,电解液经过过滤部件后通过排液部件重新排入电解槽,以实现碱性电解液的过滤;碱性电解液在降温的过程中,气体会通过排气部件输出,排气部件设置于外筒的顶部且与内筒连通,内筒中的气体通过排气部件排出,从而实现气体与碱性电解液的分离。
1.一种气液分离装置,与碱性水电解槽连通,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于,所述内筒(1)和所述外筒(2)之间的半径比为r1:r2=1:2~3:4,所述内筒(1)的半径为r1,所述外筒(2)的半径为r2。
3.根据权利要求2所述的气液分离装置,其特征在于,所述内筒(1)和所述外筒(2)之间的半径比为r1:r2=1:2。
4.根据权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于,所述罐装本体还包括第一加固部件(13),所述第一加固部件(13)连接所述内筒(1)和所述外筒(2)。
5.根据权利要求4所述的气液分离装置,其特征在于,所述第一加固部件(13)设置于所述内筒(1)和所述外筒(2)的顶端,所述第一加固部件(13)设置凹槽,所述内筒(1)的顶端卡设于所述凹槽,所述第一加固部件(13)的外周和所述外筒(2)的内表面焊接。
6.根据权利要求5所述的气液分离装置,其特征在于,所述第一加固部件(13)呈圆形,所述第一加固部件(13)设置有贯穿自身的多个通气孔(131)。
7.根据权利要求6所述的气液分离装置,其特征在于,多个所述通气孔(131)围合形成第i层圆环,多个所述通气孔(131)围合形成第i+1层圆环,多个所述通气孔(131)围合形成第i+n层圆环,所述第i层圆环、所述第i+1层圆环、所述第i+n层圆环的之间的直径逐步变大,i大于等于1,n大于1且小于等于4。
8.根据权利要求6所述的气液分离装置,其特征在于,多个所述通气孔(131)呈矩阵型排布。
9.根据权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于,所述水冷组件(3)包括液体循环部件(31)和折流部件(32),所述折流部件(32)设置于所述内筒(1)和所述外筒(2)之间的区域、且分别连接所述内筒(1)和所述外筒(2)以形成水冷通道,所述液体循环部件(31)的进液端和出液端分别连接所述外筒(2)且与所述水冷通道连通。
10.根据权利要求9所述的气液分离装置,其特征在于,所述水冷组件(3)还包括第二进液部件(33)和出液部件(34),所述第二进液部件(33)和所述出液部件(34)设置于所述外筒(2)、且分别与所述水冷通道连通;
11.根据权利要求10所述的气液分离装置,其特征在于,所述液体循环部件(31)还包括液体补充罐(311)、动力泵(312)、进液管道(313)和出液管道(314),所述进液管道(313)的一端连接所述液体补充罐(311),所述进液管道(313)的另一端连接所述第二进液部件(33),所述动力泵(312)设置于所述进液管道(313),所述出液管道(314)的一端连接所述液体补充罐(311),所述出液管道(314)的另一端连接所述出液部件(34)。
12.根据权利要求10所述的气液分离装置,其特征在于,所述第二进液部件(33)为进液法兰,所述出液部件(34)为出液法兰。
13.根据权利要求9所述的气液分离装置,其特征在于,所述折流部件(32)呈螺旋形,所述折流部件(32)围绕所述内筒(1)盘旋,所述折流部件(32)的内侧与所述内筒(1)外表面连接,所述折流部件(32)的外侧与所述外筒(2)内表面连接。
14.根据权利要求13所述的气液分离装置,其特征在于,所述折流部件(32)的内侧与所述内筒(1)焊接,所述折流部件(32)的外侧和所述外筒(2)内表面焊接。
15.根据权利要求9所述的气液分离装置,其特征在于,所述折流部件(32)包括多个第一折流部件(321)和多个第二折流部件(322),一个所述第一折流部件(321)和一个所述第二折流部件(322)在所述罐装本体的高度方向交叉排列,任意两个相邻的所述第一折流部件(321)和所述第二折流部件(322)面对面设置。
16.根据权利要求15所述的气液分离装置,其特征在于,所述第一折流部件(321)和所述第二折流部件(322)所对应的圆周角度均为180°~270°。
17.根据权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于,所述过滤部件(4)为碱液过滤器。
18.根据权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于,所述内筒(1)还包括第二加固部件(14),所述第二加固部件(14)套设于所述内筒(1)的外部,所述第二加固部件(14)与所述内筒(1)固定连接,所述第二加固部件(14)与所述过滤部件(4)可拆卸连接。
19.根据权利要求18所述的气液分离装置,其特征在于,所述第二加固部件(14)和所述过滤部件(4)通过多个螺栓组件(15)连接,多个所述螺栓组件(15)在所述过滤部件(4)的周向排布。
20.根据权利要求19所述的气液分离装置,其特征在于,所述螺栓组件(15)包括螺母和螺栓,各个所述螺栓组件(15)的所述螺母在所述过滤部件(4)的周向排布,所述第二加固部件(14)沿自身的周向设置螺纹孔,所述螺栓连接所述第二加固部件(14)和所述螺母。