專利名稱：共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)地快速發(fā)展，工業(yè)切割及加熱所使用的大量燃料都是碳氫化合物，如煤、 石油、天然氣等，它們的提煉及燃燒過程中都會產(chǎn)生大量二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、煙塵 微粒等，對人類和環(huán)境造成極大危害。隨著全球各主要國家溫室氣體排放協(xié)議的簽署，近年 來各國都在大力發(fā)展清潔能源，我國也在有計劃地實施節(jié)能減排，并加大對清潔能源領(lǐng)域 的科研投入力度。氫能是二十一世紀的環(huán)保，清潔能源，氫氣與氧氣反應(yīng)只產(chǎn)生熱及水，氫氧氣燃燒 時溫度達到280(Γ3200攝氏度，可廣泛用于切割及替代工業(yè)燃料，且電解水制氫氣在我國 已有近二十年的發(fā)展和應(yīng)用。由于電解水制氫氣時正極產(chǎn)生氫氣負極產(chǎn)生氧氣，為了得到較純氫氣以往制氫設(shè) 備都采用隔膜分隔正負極以達到氫氧氣分離的目的，但隔膜分離法制得的氫往往還存在少 量堿及水份，所以純度不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能提高電解水 制氫氣純度的共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種共陽極電解水高純 氫氣發(fā)生器，包括由兩塊負極板、一塊正極板、導(dǎo)電隔膜及絕緣密封墊圍成的氫氣發(fā)生室和 氧氣發(fā)生室，氫氣發(fā)生室通過氫氣導(dǎo)氣管與氫氣洗氣裝置的底端連通，該氫氣洗氣裝置內(nèi) 裝設(shè)去離子水，氫氣洗氣裝置的上端通過氫氣導(dǎo)氣管與氫氣提純裝置中的氫氣酸堿中和裝 置連通，該氫氣提純裝置的中間通過網(wǎng)狀隔板隔開，網(wǎng)狀隔板的下面裝有弱酸性溶液，使該 網(wǎng)狀隔板下面形成氫氣酸堿中和裝置，網(wǎng)狀隔板的上面裝設(shè)干燥劑，使該網(wǎng)狀隔板上面形 成氫氣干燥裝置，該氫氣提純裝置的上部設(shè)有氫氣出氣口 ；氧氣發(fā)生室的上部通過氧氣導(dǎo)氣管連通裝有電解液的加液與氧氣調(diào)壓筒，該加液 與氧氣調(diào)壓筒的底部通過補水管道連通氧氣發(fā)生室的底部，該加液與氧氣調(diào)壓筒的上部還 設(shè)置有加水口和氧氣出氣口。所述氫氣洗氣裝置的上部裝設(shè)用來檢測氫氣壓力的氫氣壓力檢測裝置，所述加液 與氧氣調(diào)壓筒的上部裝設(shè)氧氣壓力檢測裝置，所述氧氣出氣口處還設(shè)有減壓閥。所述正極板的一端設(shè)有正極接線端，所述正極板上還設(shè)有電解液流通孔和氧氣流 通孔，使氧氣發(fā)生室連通成一體；所述負極板的一端設(shè)有負極接線端，各負極板通過緊固件 連接壓緊。在本實用新型實施例中，采用的緊固件為緊固螺栓。所述弱酸性溶液為PH值等于5. 6的H2C03。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果為本實用新型氫氣發(fā)生室產(chǎn)生的氫氣由氫氣導(dǎo)氣管將氫氣導(dǎo)入氫氣洗氣裝置，經(jīng)過洗氣后再導(dǎo)入氫氣酸堿中和裝置，經(jīng) 中和后再經(jīng)過氫氣干燥裝置干燥后從氫氣出氣口排出，不僅使氫氣所含堿性物質(zhì)充分中 和，提高了氫氣的純度，同時由于采用了氫氣干燥裝置使氫氣中的水份充分干燥，進一步提 高了氫氣的純度。由于本實用新型采用了共陽極方案使內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化，少使用了導(dǎo)電隔膜， 減少了氫氧氣體互相混合的可能性，從而進一步提高了氫氣的純度。本實用新型還在氫氣 排出前由氫氣壓力檢測裝置檢測氫氣壓力并與氧氣壓力檢測裝置檢測的氧氣壓力對比來 控制氧氣出氣口處的減壓閥的開度達到平衡氫氣與氧氣發(fā)生室的壓力，使氫氧氣體不通過 導(dǎo)電隔膜互相混合降低純度。

[0012]圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]標號說明[0014]1.負極板2.正極板3.氫氣發(fā)生室[0015]4.導(dǎo)電隔膜5.多孔隔膜固定架6.氧氣發(fā)生室[0016]7.氧氣流通孔8.電解液流通孔9.氫氣導(dǎo)氣管[0017]10絕緣密封墊11緊固螺栓12負極接線端[0018]13正極接線端14氧氣導(dǎo)氣管15氫氣洗氣裝置[0019]16加液與氧氣調(diào)壓筒17去離子水18加水口[0020]19氧氣壓力檢測裝置20減壓閥21氧氣出氣口[0021]22氫氣壓力檢測裝置23氫氣提純裝置24氫氣干燥裝置[0022]25氫氣酸堿中和裝置26補水管道27氫氣出氣口
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型一實施例包括兩塊負極板1，該兩塊負極板1之間設(shè)有一 塊正極板2，每塊負極板1與正極板2之間還設(shè)置有由多孔隔膜固定架5固定的導(dǎo)電隔膜 4，每塊負板板1、正極板2及導(dǎo)電隔膜4兩端利用絕緣密封墊10相互絕緣，且兩負極板1之 間通過緊固螺桿11壓緊，形成兩個氫氣發(fā)生室3和兩個氧氣發(fā)生室6。此實施例中采用緊 固螺桿11壓緊，當然也可采用一般技術(shù)人員熟知的其它方式對其緊固壓緊。該正極板2上 的一端設(shè)有正極接線端13，該正極板2上還設(shè)有電解液流通孔8和氧氣流通孔7，從而使兩 個氧氣發(fā)生室6連通成一體。該負極板1上的一端設(shè)有負極接線端12，由于在本實施例中 采用導(dǎo)電的緊固螺栓11壓緊兩負極板1，因而僅在一負極板1上設(shè)有負極接線端12 ；如果 兩負極板1采用不導(dǎo)電的物質(zhì)壓緊，也可在兩負極板1上分別設(shè)置負極接線端12。每一氫氣發(fā)生室3通過氫氣導(dǎo)氣管9與氫氣洗氣裝置15的底端連通，該氫氣洗氣 裝置15下部裝設(shè)去離子水17，其上部裝設(shè)用來檢測氫氣壓力的氫氣壓力檢測裝置22。氫 氣洗氣裝置15的上端通過氫氣導(dǎo)氣管9與氫氣提純裝置23中的氫氣酸堿中和裝置25連 通，該氫氣提純裝置23的中間通過網(wǎng)狀隔板28隔開，網(wǎng)狀隔板28的下面裝有弱酸性溶液， 該弱酸性溶液可采用PH值等于5. 6的H2CO3,從而使該網(wǎng)狀隔板28下面形成氫氣酸堿中和 裝置25，網(wǎng)狀隔板28的上面裝設(shè)干燥劑，從而使該網(wǎng)狀隔板28上面形成氫氣干燥裝置24。 該干燥劑為無水氯化鈣。該氫氣提純裝置23的上部設(shè)有氫氣出氣口 27，使生產(chǎn)的氫氣由此
4排出。本實用新型該實施例還包括裝有電解液的加液與氧氣調(diào)壓筒16，該加液與氧氣調(diào) 壓筒16的底部通過補水管道26連通氧氣發(fā)生室6的底部，由于氫氣發(fā)生室3和氧氣發(fā)生 室6的壓力相等，由于重力的原因水分子通過導(dǎo)電隔膜4進入氫氣發(fā)生室3，氧氣發(fā)生室6 的上部通過氧氣導(dǎo)氣管14連通加液與氧氣調(diào)壓筒16。且該加液與氧氣調(diào)壓筒16的上部還 設(shè)置有加水口 18、氧氣壓力檢測裝置19和氧氣出氣口 21，該氧氣出氣口 21處還設(shè)有減壓 閥20。當本實用新型使用時，先從加液與氧氣調(diào)壓筒16上的加水口 18注入電解液，再將 電解電源正負極分別接上本實用新型的正、負極接線端(13、12)，即可產(chǎn)出氫氣和氧氣，所 產(chǎn)氫氣在排出前由氫氣壓力檢測裝置22檢測氫氣壓力并與氧氣壓力檢測裝置19檢測的氧 氣壓力對比來控制氧氣出氣口 21處的減壓閥20的開度平衡氫氣與氧氣的壓力。同時電解 過程中消耗的水由加液與氧氣調(diào)壓筒16內(nèi)的電解液經(jīng)補水管道26補充。氫氣被分解出來后經(jīng)氫氣洗氣裝置15內(nèi)的去離子水17底部向上通過去離子水17 洗去氣體內(nèi)所含部分堿液并降低氫氣溫度；再經(jīng)氫氣提純裝置23內(nèi)的氫氣除堿裝置25內(nèi) 的弱酸性溶液中穿過使氫氣內(nèi)所含堿性成份通過酸堿中和方式完全中和；最后再通過氫氣 提純裝置23內(nèi)的氫氣干燥裝置24使氫氣中所含微量水份由氫氣干燥裝置24中的無水氯 化鈣吸收，并通過氫氣出氣口 27輸出，接入儲存設(shè)備或燃燒器即可使用。經(jīng)實驗證實，本實 用新型所產(chǎn)氫氣純度達到99. 9%。
權(quán)利要求一種共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，包括由兩塊負極板、一正極板、導(dǎo)電隔膜及絕緣密封墊圍成的氫氣發(fā)生室和氧氣發(fā)生室，其特征在于，氫氣發(fā)生室通過氫氣導(dǎo)氣管與氫氣洗氣裝置的底端連通，該氫氣洗氣裝置內(nèi)裝設(shè)去離子水，氫氣洗氣裝置的上端通過氫氣導(dǎo)氣管與氫氣提純裝置中的氫氣酸堿中和裝置連通，該氫氣提純裝置的中間通過網(wǎng)狀隔板隔開，網(wǎng)狀隔板的下面裝有弱酸性溶液，使該網(wǎng)狀隔板下面形成氫氣酸堿中和裝置，網(wǎng)狀隔板的上面裝設(shè)干燥劑，使該網(wǎng)狀隔板上面形成氫氣干燥裝置，該氫氣提純裝置的上部設(shè)有氫氣出氣口；氧氣發(fā)生室的上部通過氧氣導(dǎo)氣管連通裝有電解液的加液與氧氣調(diào)壓筒，該加液與氧氣調(diào)壓筒的底部通過補水管道連通氧氣發(fā)生室的底部，該加液與氧氣調(diào)壓筒的上部還設(shè)置有加水口和氧氣出氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，其特征在于，所述氫氣洗氣 裝置的上部裝設(shè)用來檢測氫氣壓力的氫氣壓力檢測裝置，所述加液與氧氣調(diào)壓筒的上部裝 設(shè)氧氣壓力檢測裝置，所述氧氣出氣口處還設(shè)有減壓閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，其特征在于，所述正極板的 一端設(shè)有正極接線端，所述正極板上還設(shè)有電解液流通孔和氧氣流通孔，使氧氣發(fā)生室連 通成一體；所述負極板的一端設(shè)有負極接線端，各負極板通過緊固件連接壓緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，其特征在于，所述緊固件為 緊固螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，其特征在于，所述弱酸性溶 液為PH值等于5. 6的H2C03。
專利摘要一種共陽極電解水高純氫氣發(fā)生器，包括由兩塊負極板、一正極板、導(dǎo)電隔膜及絕緣密封墊圍成的氫氣發(fā)生室和氧氣發(fā)生室，該氫氣發(fā)生室產(chǎn)生的氫氣由氫氣導(dǎo)氣管導(dǎo)入氫氣洗氣裝置，經(jīng)過洗氣后再導(dǎo)入氫氣酸堿中和裝置，經(jīng)中和后再經(jīng)過氫氣干燥裝置干燥后從氫氣出氣口排出，其排出氫氣純度不低于99.9％。氧氣發(fā)生室內(nèi)的氧氣由氧氣導(dǎo)氣管導(dǎo)入加液與氧氣調(diào)壓筒內(nèi)由減壓閥與氧氣壓力檢測裝置控制排放壓力，從而達到氫氣排放壓力與氧氣排放壓力相等保證導(dǎo)電隔膜兩邊的壓力均衡，使氫氧氣體不通過導(dǎo)電隔膜互相混合降低純度。
文檔編號C25B1/06GK201695092SQ20102030260
公開日2011年1月5日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者屈豐, 張小友, 張濤, 張越勝, 李湘艷, 梁誠, 王瑞, 肖佳林, 袁華, 青泉 申請人:長沙礦山研究院