[发明专利]一种利用微细纤维诱导气泡聚并提高电解效率的装置及方法

权利要求书

1.一种利用微细纤维诱导气泡聚并提高电解效率的装置，其特征在于，所述装置包括整流变压器、碱性电解槽、氢气气液分离装置、氧气气液分离装置、过滤装置、以及电解液循环泵，其中：

所述整流变压器与所述碱性电解槽连接，用于为碱性电解槽提供电解水所需的电力；

所述碱性电解槽具有两个出口，分别为含氢电解液出口和含氧电解液出口，并分别通过管路连接至所述氢气气液分离装置和氧气气液分离装置；

所述过滤装置通过管路分别与所述氢气气液分离装置和氧气气液分离装置的出口连接，用于接收分离出的液体并加以过滤；

所述电解液循环泵通过管路分别与所述过滤装置和碱性电解槽连接，用于将过滤后的水重新输送至碱性电解槽中；

所述氢气气液分离装置和氧气气液分离装置内均安装有微细纤维模块，用于诱导水中的微细气泡的聚并以实现气液分离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微细纤维模块由微细纤维以一定角度编织而成，编织的角度范围为0～90°，微细纤维的直径为60～200μm。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微细纤维模块的孔隙率为0.75～0.85，以在提供大通量的同时增加气泡的碰撞概率。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微细纤维的表面经过处理以增大粗糙度，使得纤维表面更容易捕捉气泡。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢气气液分离装置和氧气气液分离装置采用立式罐或卧式罐的形式，其中：

(1)对于立式罐，所述微细纤维模块设置于立式罐的罐体内的中部，微细纤维模块上方的罐体的中上部设有进液口，罐体的底部中心设有液体出口，顶部中心设有气体出口；

(2)对于卧式罐，所述微细纤维模块设置于卧式罐的罐体内的中部，微细纤维模块一侧的罐体的封头中心为进液口，另一侧的罐体的顶部和底部分别设有气体出口和液体出口。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微细纤维模块的数量为一个或多个。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，对于微细纤维模块的数量为多个的情况，各微细纤维模块相互串联。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个微细纤维模块的孔隙率在0.75～0.85的范围内分级设置。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微细纤维模块的直径与氢气或氧气气液分离装置的罐体直径相同或略小，通过耐腐蚀支架过盈配合安装于罐体内壁，其高度为0.2～0.3m。

10.一种碱性电解水制氢方法，利用权利要求1～9中任一项所述的微细纤维诱导气泡聚并提高电解效率的装置，其特征在于，所述方法包括：

来自碱性电解槽的含有大量的微细气泡电解出液通过管道分别输送至氢气气液分离装置和氧气气液分离装置，聚并的大气泡直接分离上升至罐体顶部，或者穿过微细纤维模块后上升至罐体顶部，难以分离的微细气泡随液体流动，流经罐体中部的微细纤维模块时，微细纤维会增大液体的湍动，增加微细气泡的碰撞概率，并将气泡收集在纤维表面，随着气泡体积的增大，气泡受浮力作用沿纤维向上运动，并不断与纤维上其他气泡聚并，最后形成大气泡上升脱离电解液，从而实现微细气泡的快速分离，分离后气体经顶部管道输送至氢气或氧气干燥纯化装置，液体由底部管道经过滤装置过滤，补充适量纯水后在循环泵的作用下重新进入碱性电解槽。