[实用新型]一种利用纯水制造高纯氢的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及氢气制备技术领域，更具体地说，涉及一种利用纯水制造高纯氢的系统。 

背景技术

能源是经济发展的基础，然而当今正面临能源枯竭、环境污染等问题，寻找开发清洁、可再生能源成为当今社会发展的必然。氢能是一种高效、清洁的能源，目前，全球90%以上的氢气都来自于化石燃料，如天然气、石油和煤等，这种制备氢气的方法不具有可再生性。以水为氢源的制氢技术因其可再生性而具有很好的应用前景。

传统的制氢方法主要有甲烷裂解、甲醇裂解、氨分解、变压分解以及通过电解碱水制备，传统的碱性水溶液电解制氢因制氢效率低、电能损耗大而限制了其应用范围。且以上几种制造设备复杂、占地面积大、在氢气生产过程中会对环境产生污染，同时对设备及相关管路会产生一定的侵蚀。目前，采用电解槽电解制取氢气的设备存在一些问题，如：（1）由于电解槽的设计不合理，导致制取氢气的效率较低，纯度较低；（2）现有技术中的制氢系统，没有超压保护和水位控制，导致制氢系统的安全性较差。

此外，氢的贮存与输送是氢能利用中的重要环节。由于氢的易燃、易扩散和重量轻的特点，因此其贮存与输送中的安全、高效和无泄漏损失是利用氢能首要考虑的问题，这就在一定程度上限制了氢气钢瓶的利用。

通过专利检索，目前已有制氢系统的相关技术方案公开。如：中国专利申请号201210397886.9，申请日：2012年10月18日，发明创造名称为：一种氢氧气体发生器及产生氢气和氧气的方法，该申请案涉及一种氢氧气体发生器，包括：气体产生系统，所述气体产生系统包括由多个电解室串联组合而成的电解槽，所述电解槽设有氢气总出口和氧气总出口，所述氢气总出口和氧气总出口通过管道分别连接至氢气水封罐组和氧气水封罐中，所述氢气水封罐组连接有氢气排出管，所述氧气水封罐连接有氧气排出管；电解液循环补充系统，所述电解液循环补充系统包括通入水的补液罐，所述补液罐出液口通过管道连接至氢气水封罐组和氧气水封罐中，所述氢气水封罐组出液口和氧气水封罐出液口分别通过管道连接至电解槽中。该申请案使燃烧气体氢气和助燃气体氧气可以分离得到，但是其制备过程中不具备超压保护等安全保护措施，使得安全性较差。 

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中制氢系统的制氢效率低，且安全性较差的不足，提供了一种利用纯水制造高纯氢的系统，采用本实用新型的技术方案，能够高效制备纯度大于99.999%的氢气，且具有超压保护和水位控制功能。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种利用纯水制造高纯氢的系统，包括水槽、直流电源和电解槽，还包括气液分离器、一级干燥器、二级干燥器、超压保护组件、四通、流量传感器、三通、流量控制阀、压力表和控制系统，其中：所述的电解槽包括正极接线端、负极接线端、氧气出口、氢气出口和进水口，所述的正极接线端、负极接线端与直流电源相连接，所述的氧气出口连接至水槽，所述的进水口与水槽的下部相连接，所述的氢气出口连接至气液分离器，该气液分离器底部的回水接头连接至水槽，该气液分离器的气体出口依次连接有一级干燥器、二级干燥器，所述的二级干燥器出口依次连接有四通、三通，所述的四通上连接有超压保护组件和压力表，所述的三通上连接有流量传感器，该三通的出口连接有流量控制阀，上述的直流电源、超压保护组件、流量传感器、压力表均与控制系统相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的直流电源为可调直流稳压电源，所述的电解槽上连接有电解电压数显表、电解电流数显表，该电解电压数显表、电解电流数显表均与控制系统相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述的水槽上设置有液位报警器，该液位报警器与纯水供给机构相连接，上述的液位报警器、纯水供给机构均与控制系统相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述的一级干燥器内以分子筛作为干燥剂，所述的二级干燥器内以硅胶作为干燥剂。

作为本实用新型的进一步改进，所述的水槽顶部设置有注水口，该注水口的盖板上设置有氧气排放口。

作为本实用新型的进一步改进，所述的水槽的底部设置有放水口。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

（1）本实用新型的一种利用纯水制造高纯氢的系统，采用纯水制造氢气，制备的氢气通过气液分离器、一级干燥器、二级干燥器处理后，其纯度高达99.999%以上，制氢效率高，且系统运行过程中对环境不产生污染；