[实用新型]利用成组电极制备高压氢气和氧气的装置

说明书

本实用新型公开了一种利用成组电极制备高压氢气和氧气的装置，属于能源开发技术领域。包括电解室、电极、第一导电体、第二导电体、第一承重导电架、第二承重导电架、第三导电体及顶盖；在电解室中设置有电极室，电极室中有电极，电极由惰性电极和活性电极组成，交替刚性的安装在第一导电体及第二导电体之间，活性电极固定在第一导电体上，惰性电极固定在第二导电体上，第一导电体和第二导电体分别固定在第一承重导电架、第二承重导电架上；顶盖上端设置有排气管，电解室的下端设置有进水管。本实用新型采用由成组交替的活性与惰性电极组成的装置能够分开制备氢气和氧气，在不使用分离膜的情况下，提高了气体的压强，降低单位能耗，提高了装置生产率。

技术领域

本实用新型属于能源开发技术领域，具体涉及一种利用成组电极制备高压氢气和氧气的装置。

背景技术

氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。同时，氢也是一种理想能源，因此吸引着人们对于制备氢气的方法和装置的研究。传统的利用碱性电解液电解水制备高压氢气和氧气需要耗费大量电能，一直以来都很难高效的低能耗的制备氢气和氧气，同时也无法在不使用压缩装置的情况下制备出高压氢气和氧气。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种利用成组电极制备高压氢气和氧气的装置，包括电解室1、电极2、第一导电体5、第二导电体6、第一承重导电架7、第二承重导电架8、第三导电体11及顶盖12；其中，顶盖12位于电解室 1的上部，并通过第三导电体11连接，第一承重导电架7与第二承重导电架8 竖直放置在电解室内，第一承重导电架7位于电解室1中间，上端与第三导电体 11连接，下端与电解室1底部连接，第二承重导电架8焊接在电解室的两侧内壁上；在电解室1中设置有电极室，电极室中有电极2，电极2由惰性电极3和活性电极4组成，交替刚性的安装在第一导电体5及第二导电体6之间，活性电极4固定在第一导电体5上，惰性电极3固定在第二导电体6上，第一导电体5 和第二导电体6分别固定在第一承重导电架7、第二承重导电架8上；第一导电体5通过第一承重导电架7与第三导电体11相连，第二导电体6通过第二承重导电架8和电解室1相连；顶盖12上端设置有排气管，电解室1的下端设置有进水管。

进一步地，所述的活性电极4为由多孔镍或者铁通过烧结制得的金属块，质量20-24kg，惰性电极3为铁片。

进一步地，所述的第三导电体11为圆盘形法兰，第一导电体5和第二导电体6及第三导电体11均由钢制品制得。

进一步地，所述的电解室中充满碱性电解液，质量浓度为20％-25％。

进一步地，所述的电极室个数为1-3。

进一步地，所述的第一承重导电架7、第二承重导电架8是由钢制品制得。

进一步地，所述的第一导电体5和第二导电体6分别通过第一螺纹9和第二螺纹10固定在第一承重导电架7、第二承重导电体8上。

本实用新型的利用成组电极制备高压氢气和氧气的装置，工作原理如下：首先电解室1中充满碱性电解液，渗入到安装在电解室1里的所有部件中，电解室 1和第三导电体11加上正负号周期交替的电位。例如，如果在第三导电体11上加上正电位，而在电解室1上加上负电位，由于电解室1连接第二承重导电架8，又连接第二导电体6，而惰性电极3与第一导电体5相连，所以也就是说惰性电极加上负电位变为阴极释放氢气，相应的反应①：

H₂O+e^-＝¹/₂H₂+OH^- ①