[实用新型]通过电解水生产氢的设备

说明书

本实用新型公开了一种通过电解水生产氢的设备，包括水电解槽、氢分离器、氧分离器、电解液混合器和循环泵；所述氢分离器具有氢分离器电解液出口；所述氧分离器具有氧分离器电解液出口，所述水电解槽包括阴极板、阴极金属网、阳离子交换膜、阳极金属网和阳极板；电解液混合器具有进口端和出口端，进口端分别与氢分离器电解液出口和氧分离器电解液出口相连；所述循环泵具有循环泵入口和循环泵出口，循环泵入口与电解液混合器的出口端相连，循环泵出口与水电解槽相连。本实用新型的设备可以提高电解效率，节能降耗以及提高生产稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种通过电解水生产氢的设备。

背景技术

传统的碱性电解水制氢装置一般采用隔膜，电解效率为70～80％，并且，氢气中氧气含量稍高，需要采取一定的装置来提高电解水制氢的安全性。水电解槽中的阴极板和阳极板之间的距离较大，导致阴极和阳极之间的电阻较大，不利于提高电解效率。此外，氢分离器和氧分离器中分离出来的电解液一般直接流入水电解槽，不利于水电解槽内的电解液浓度的平衡。以下研究对电解水制氢装置进行了一定的改进。

CN110023542A公开了一种复极式电解槽，使用含有无机颗粒的多孔膜作为隔膜。该复极式电解槽具备复数组阳极、阴极以及配置在上述阳极和上述阴极之间的隔膜，阳极和阴极的平均孔径为10nm以上200nm以下，上述隔膜含有平均一次粒径为20nm以上300nm以下的无机颗粒。该专利文献通过优化阳极、阴极结构或隔膜结构以维持优异的电解效率和提高产生的气体的纯度，但未提及如何处理氢分离器和氧分离器中分离出来的电解液。

CN206706217U公开了一种零极距多涂层氢发生器装置，包括下罩板、阳极、离子膜、阴极和上罩板，阳极的顶部设置有一阳极涂层，且阳极的底部设置有另一阳极涂层，离子膜的顶部设置有一离子膜涂层，且离子膜的底部设置有另一离子膜涂层，离子膜安装在阳极的顶部，阴极的顶部设置有一阴极涂层，且阴极的底部设置有另一阴极涂层，阴极安装在离子膜的顶部。该专利文献更适用于纯水电解，并且不适于工业化生产。

CN105483747A公开了一种电解水制氢气的装置。阴极室和阳极室由双极膜分割而成。由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成双极膜。该专利文献可以克服耗电量大、制氢成本高的缺陷，但未提及电解效率。此外，该装置结构较复杂，不利于推广应用。

由此，还需要对碱性电解水制氢装置进一步改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种通过电解水生产氢的设备。本实用新型的设备可以使得水电解制氢的电解效率大大提高。具体地，电解效率可由传统的70～80％提高至95％以上。进一步地，该设备可以节能降耗，可以将氢分离器和氧分离器中分离出的电解液混合后输送至水电解槽，使得电解液浓度均衡，提高生产的稳定性，这样也有利于电解效率的提高。

本实用新型通过如下技术方案达到上述目的。

本实用新型提供一种通过电解水生产氢的设备，所述的设备包括氢分离器、氧分离器、水电解槽电解液、电解液混合器和循环泵；

所述水电解槽具有氢气液出口和氧气液出口；

所述氢分离器具有氢气液进口、氢气出口和氢分离器电解液出口，氢分离器用于分离氢气和电解液，氢气液进口与水电解槽的氢气液出口相连；

所述氧分离器具有氧气液进口、氧气出口和氧分离器电解液出口，氧分离器用于分离氧气和电解液，氧气液进口与水电解槽的氧气液出口相连；

所述水电解槽还包括阴极板、阴极金属网、阳离子交换膜、阳极金属网和阳极板；

所述阴极金属网设置于阴极板和阳离子交换膜之间，且其两侧分别紧贴阴极板和阳离子交换膜设置，阴极板和阳离子交换膜之间形成阴极室，阴极室用于充入阴极电解液；所述阴极室与氢气液出口相连通；