[发明专利]一种利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置及方法

权利要求书

1.一种利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置，其特征在于：所述电解水制氢副产氧气装置包括氧气纯化系统，加压及换热系统，循环气体压缩及膨胀制冷系统；所述氧气纯化系统包括氧自过热器，氧加热器，氧气净化器，冷水机组，氧气纯化器，阀门及各装备之间连通用的直管段，用于获得纯净的氧气，其中氧自过热器的氧气输入端连接于电解水制氢系统的氧气输出端，氧自过热器的氧气输出端连接于氧加热器的氧气输入端，氧加热器的氧气输出端连接于氧气净化器的氧气输入端，氧气净化器的净化氧气输出端连接于冷水机组的氧气输入端，冷水机组的氧气输出端连接于氧气纯化器的氧气输入端，氧气纯化器输出端纯化后氧气通过管道送入加压及换热系统。

2.根据权利要求1所述的利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置，其特征在于：所述加压及换热系统包括板式换热器及保冷箱，低温液氧泵，所述循环气体压缩及膨胀制冷系统包括气体压缩系统和膨胀制冷系统；压缩系统包括气体增压机，用于获得压缩气体；膨胀制冷系统包括至少一台增压透平膨胀机，膨胀机增压端、冷却器、膨胀机膨胀端。

3.根据权利要求2所述的利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置，其特征在于：所述循环气体压缩及膨胀制冷系统与加压及换热系统高度耦合，循环气体压缩及膨胀制冷系统中从外部引入一股循环气体，所述板式换热器设置三个正流通道和三个逆流通道，三个正流通道分别为纯化后氧气通道、增压后气体通道和增压膨胀气体通道，三个逆流通道分别为高压氧气产品通道、节流气体回收通道和膨胀气体回收通道，所述板式换热器的纯化后氧气通道输入端连接于氧气纯化器的氧气输出端，板式换热器的纯化后氧气通道输出端连接于液氧泵的输入端；板式换热器的增压后气体通道输入端连接于增压透平膨胀机的压缩端后冷却器的输出端，板式换热器的增压后气体通道输出端连接于节流阀的输入端；板式换热器的增压膨胀气体通道输入端连接于循环压缩机的一段输出端，板式换热器的增压膨胀气体通道输出端连接于膨胀机膨胀端的输入端；板式换热器的高压氧气产品通道输入端连接于液氧泵的输出端，板式换热器的氧气产品通道输出端连接于高压氧气产品输出管道；板式换热器的节流气体回收通道输入端连接于节流阀的输出端，板式换热器的节流气体回收通道输出端连接于循环压缩机的输入端；板式换热器的膨胀气体回收通道输入端连接于膨胀机膨胀端的输出端，板式换热器的膨胀气体回收通道输出端连接于循环压缩机的输入端，所述循环压缩机的输入端连接于板式换热器的节流气体回收通道和膨胀气体回收通道的输出端，循环压缩机的一段输出端连接于板式换热器的增压膨胀气体的输入端，循环压缩机的末级输出端连接于膨胀机增压端，所述膨胀机增压端的输入端连接于循环压缩机的末级输出端，膨胀机增压端的输出端连接于冷却器的输入端。

4.根据权利要求3所述的利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置，其特征在于：所述电解水制氢副产氧气装置还可以生产液氧产品，在收集产品时，采用液氧泵将液氧加压到高压液氧，利用循环气体增压换热，将高压液氧气化为高压氧气。

5.根据权利要求3所述的利用低温法回收电解水制氢副产氧气的装置，其特征在于：所述循环气体压缩及膨胀制冷系统中的循环气体为氮气、空气、氩气或其他可适用于循环的气体中的一种或几种组合。