一種水電解制氫裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水電解制氫裝置，通過氫氣生成杯中的電解槽進行電解水反應(yīng)，電解槽的底端設(shè)置有電極插座，電解槽通過電極插座電性連接電源裝置，且電源裝置中設(shè)置有自動電源變換器；同時本發(fā)明專利技術(shù)通過氧氣分離裝置排出作為雜質(zhì)的氧氣，以及通過導(dǎo)管將氫氣體氣液分離器依次與氣體冷卻器、氣體減壓閥、氫氣氧化觸媒容器和流量調(diào)節(jié)閥連接。本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種水電解制氫裝置，通過在低電流和低電壓作用下實現(xiàn)生產(chǎn)氫氣的過程，可有效控制設(shè)備以及所生產(chǎn)的氫氣的溫度，同時本發(fā)明專利技術(shù)對生成的氫氣經(jīng)過冷卻和觸媒氧化處理，提高了氫氣的輸出純度。

A Hydrogen Production Device by Water Electrolysis

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種水電解制氫裝置
本專利技術(shù)涉及氫氣發(fā)生裝置
，更具體的說是涉及一種水電解制氫裝置。
技術(shù)介紹
但是，目前氫氣發(fā)生裝置的制造，由于設(shè)備溫度和氣體生成量的不可控原因，導(dǎo)致制造生成設(shè)備的過程存在諸多困難，如受電流和電壓的影響，設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致氣體溫度上升，氫氣溫度超過45℃，對人體造成傷害，現(xiàn)階段的裝置因溫度原因，使用1小時后需要停機1小時，也就是說電解液溫度超過35℃時，出于安全考慮，需立即停機。因此，現(xiàn)階段的裝置不可能長時間連續(xù)工作；并且現(xiàn)階段的氫氣發(fā)生裝置產(chǎn)生氫氣的產(chǎn)量不可控，同時生產(chǎn)的氫氣的純度不高，導(dǎo)致通過現(xiàn)有分子狀氫氣體發(fā)生裝置生產(chǎn)的氫氣的質(zhì)量較差，應(yīng)用效果不佳。因此，如何提供一種持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)氫氣，同時提高氫氣純度的水電解氫氣制造裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種水電解制氫裝置，通過在低電流和低電壓作用下實現(xiàn)生產(chǎn)氫氣的過程，可有效控制設(shè)備以及所生產(chǎn)的氫氣的溫度，從而本專利技術(shù)實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)氫氣的效果，同時本專利技術(shù)在生產(chǎn)氫氣中，對生成的氫氣經(jīng)過冷卻和觸媒氧化處理，提高了氫氣的純度。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種水電解制氫裝置，包括氫氣生成杯、水循環(huán)裝置、氫氣提取裝置、氧氣分離裝置、精制水儲存罐、電源裝置和微處理器；其中，所述氫氣生成杯包括電解槽，所述電解槽頂端分別設(shè)置有氧氣出口和進液口，側(cè)壁設(shè)置有氫氣出口，底端設(shè)置有電極插座，所述電解槽通過所述電極插座電性連接所述電源裝置，拆裝簡單方便，便于消耗品的更換，且所述電源裝置中設(shè)置有自動電源變換器，將輸入電源(AC100v—260v)變換為DC5v；所述精制水儲存罐通過所述水循環(huán)裝置依次連接所述氧氣分離裝置和所述進液口，減少所述精制水儲存罐中的精制水進入所述進液口時的含氧量，提高電解速度；所述氫氣提取裝置包括氫氣體氣液分離器、氣體冷卻器、氣體減壓閥、氫氣氧化觸媒容器、流量調(diào)節(jié)閥和氫氣穩(wěn)壓閥，所述氫氣體氣液分離器與所述氫氣出口連接，并通過配管與所述水循環(huán)裝置連接，以及通過氫氣導(dǎo)管依次連接所述氣體冷卻器、所述氣體減壓閥、所述氫氣氧化觸媒容器和所述流量調(diào)節(jié)閥，且所述氣體冷卻器和所述氣體減壓閥之間連接有氫氣過壓排出管，所述氫氣穩(wěn)壓閥設(shè)置在所述氫氣過壓排出管末端；所述氧氣出口與所述氧氣分離裝置連接；所述氫氣體氣液分離器、所述氧氣分離裝置和所述氫氣生成杯中均設(shè)置有液位傳感器，且每個所述液位傳感器、所述水循環(huán)裝置和所述電源裝置均電性連接所述微處理器。本專利技術(shù)通過在所述電源裝置中設(shè)置所述自動電源變換器，可將輸入電源(AC100v—260v)變換為DC5v，從而使本專利技術(shù)在制備氫氣的過程中，保證本專利技術(shù)的溫度恒定，維持在35℃以下，避免了生產(chǎn)的氫氣受設(shè)備影響而溫度升高，導(dǎo)致對人體有害的問題，從而本專利技術(shù)能夠持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)氫氣，不必因設(shè)備的溫度過高而導(dǎo)致設(shè)備停機；同時，本專利技術(shù)在通過自動電源變換器將電壓穩(wěn)定在DC5v的基礎(chǔ)上，通過所述氣體減壓閥、所述流量調(diào)節(jié)閥和所述氫氣穩(wěn)壓閥等多種氣體壓力控制元件對生產(chǎn)氫氣的過程進行壓力控制，從而提高本專利技術(shù)生產(chǎn)氫氣的穩(wěn)定性和持續(xù)性，以及保證輸出的氫氣能夠直接被人體吸入，健康快捷；并且，由于本專利技術(shù)中的所述氫氣體氣液分離器、所述氧氣分離裝置和所述氫氣生成杯中均設(shè)置有液位傳感器，且每個所述液位傳感器、所述水循環(huán)裝置和所述自動電源變換器均電性連接所述微處理器，從而本專利技術(shù)能夠通過所述微處理器自動控制本專利技術(shù)制備氫氣的過程，進一步保證了本專利技術(shù)制備過程的持續(xù)穩(wěn)定性。最后，本專利技術(shù)在通過自動電源變換器將電壓持續(xù)在DC5v來控制制備溫度，通過多種氣體壓力控制元件來控制制備壓力以及通過所述微處理器和所述液位傳感器自動控制制備過程的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還創(chuàng)造性地通過所述氧氣分離裝置將所述電解槽電解過程產(chǎn)生的氧氣和水分的混合體進行收集和處理，防止電解過程產(chǎn)生的氧氣和水分的混合體與電解過程中產(chǎn)生的氫氣混合，提高生產(chǎn)氫氣的純度，同時，本專利技術(shù)還通過所述氫氣體氣液分離器對電解產(chǎn)生的氫氣與水分的混合體進行分離，并將分離出的氫氣依次通過所述氣體冷卻器中進行冷卻、通過所述氣體減壓閥對冷卻的氫氣進行降壓處理、通過所述氫氣氧化觸媒容器對經(jīng)過冷卻以及降壓處理后的氫氣進行處理，使經(jīng)過冷卻、降壓處理后的氫氣中殘存的微量氧氣與所述氫氣氧化觸媒容器中的鈀系觸媒反應(yīng)，從而提高氫氣的純度。優(yōu)選的，所述流量調(diào)節(jié)閥通過導(dǎo)管連接有氫氣穩(wěn)壓閥，從而本專利技術(shù)在輸出氫氣時，通過所述流量調(diào)節(jié)閥保證輸出氫氣的壓力為0.2MPa，出氣量為每小時12L左右，從而易于人體吸收，并且當所述流量調(diào)節(jié)閥中的氣壓高于0.2MPa時，通過所述氫氣穩(wěn)壓閥自動排放多余的氫氣，進一步保證了通過所述流量調(diào)節(jié)閥排出氫氣的質(zhì)量和壓力，從而通過所述流量調(diào)節(jié)閥排出氫氣能夠直接被人體吸入，健康快捷。優(yōu)選的，所述電解槽包括電解槽體、固體高分子電解質(zhì)膜、正電極和負電極，所述固體高分子電解質(zhì)膜、所述正電極和所述負電極均設(shè)置在所述電解槽體中；所述正電極和所述負電極之間設(shè)置所述固體高分子電解質(zhì)膜，并且所述正電極和所述負電極的底端均通過電極板設(shè)置在所述電極插座中。通過本專利技術(shù)所述電解槽的電解過程，使所述正電極和所述負電極均與流入所述電解槽體中的精制水充分接觸，并且在所述固體高分子電解質(zhì)膜的配合作用下，所述負電極一側(cè)產(chǎn)生氫氣，所述正電極一側(cè)產(chǎn)生氧氣。優(yōu)選的，所述液位傳感器包括第一液位傳感器、第二液位傳感器和第三液位傳感器，且所述第一液位傳感器、所述第二液位傳感器和所述第三液位傳感器的結(jié)構(gòu)相同，均為為浮筒式液位傳感器：均包括液位傳感器本體和漂浮物，且所述漂浮物套設(shè)在所述液位傳感器本體上，所述液位傳感器本體與所述微處理器電性連接，從而本專利技術(shù)的浮筒式液位傳感器使注水量基本不受氫氣和氧氣的影響，且所述液位傳感器本體與所述微處理器電性連接，從而本專利技術(shù)能夠通過所述漂浮物的高低得到液位信息，并將液位信息及時傳遞到所述微處理器，提高本專利技術(shù)液位檢測的直觀性、準確性和快捷性。優(yōu)選的，所述氫氣體氣液分離器中設(shè)置的液位傳感器為第一液位傳感器，所述氧氣分離裝置中設(shè)置的液位傳感器為第二液位傳感器，所述氫氣生成杯中設(shè)置的液位傳感器為第三液位傳感器，且所述第三液位傳感器上設(shè)置有報警器，所述報警器與所述微處理器電性連接，從而當所述氫氣生成杯中的液位低于固定值時，所述第三液位傳感器將液位信息傳輸至所述微處理器，所述微處理器自動關(guān)閉所述電源裝置，使本專利技術(shù)自動停止運轉(zhuǎn)，并控制所述報警器報警，以便警示工作人員。優(yōu)選的，所述氫氣生成杯還包括精制水容器，所述精制水容器一體連接在所述電解槽的頂端，且所述氧氣出口和所述進液口均貫通所述精制水容器和所述電解槽的連接體，所述精制水容器中設(shè)置所述第三液位傳感器以及設(shè)置采用離子交換樹脂制成的液體凈化棒。從而本專利技術(shù)使精制水通過所述進液口進入所述電解槽中之前，將在所述精制水容器緩存，以便所述精制水容器中的所述離子交換樹脂制成的液體凈化棒對精制水進行進一步凈化處理，提高制備小分子氫氣體的純度，并且能夠通過所述第三液位傳感器監(jiān)測所述精制水容器中的液位高度，從而保證本專利技術(shù)制備小分子氫氣體的穩(wěn)定性和持續(xù)性。優(yōu)選的，所述精制水容器可拆卸連接有容器蓋，所述容器蓋上分別設(shè)置有通氣孔和通液孔，從而不僅能夠通過所述容器蓋對所述精本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種水電解制氫裝置，其特征在于，包括氫氣生成杯(1)、水循環(huán)裝置、氫氣提取裝置、氧氣分離裝置、精制水儲存罐(11)、電源裝置(12)和微處理器；其中，所述氫氣生成杯(1)包括電解槽(102)，所述電解槽(102)頂端分別設(shè)置有氧氣出口(121)和進液口(122)，側(cè)壁設(shè)置有氫氣出口(124)，底端設(shè)置有電極插座(113)，所述電解槽(102)通過所述電極插座(113)電性連接所述電源裝置(12)，且所述電源裝置(12)中設(shè)置有自動電源變換器；所述精制水儲存罐(11)通過所述水循環(huán)裝置依次連接所述氧氣分離裝置和所述進液口(122)；所述氫氣提取裝置包括氫氣體氫氣體氣液分離器(3)、氣體冷卻器(16)、氣體減壓閥(18)、氫氣氧化觸媒容器(15)、流量調(diào)節(jié)閥(13)和氫氣穩(wěn)壓閥(8)，所述氫氣體氫氣體氣液分離器(3)與所述氫氣出口(124)連接，并通過配管(17)與所述水循環(huán)裝置連接，以及通過氫氣導(dǎo)管(6)依次連接所述氣體冷卻器(16)、所述氣體減壓閥(18)、所述氫氣氧化觸媒容器(15)和所述流量調(diào)節(jié)閥(13)，且所述氣體冷卻器(16)和所述氣體減壓閥(18)之間連接有氫氣過壓排出管(14)，所述氫氣穩(wěn)壓閥(8)設(shè)置在所述氫氣過壓排出管(14)末端；所述氧氣出口(121)與所述氧氣分離裝置連接；所述氫氣體氣液分離器(3)、所述氧氣分離裝置和所述氫氣生成杯(1)中均設(shè)置有液位傳感器，且每個所述液位傳感器、所述水循環(huán)裝置和所述電源裝置(12)均電性連接所述微處理器。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水電解制氫裝置，其特征在于，包括氫氣生成杯(1)、水循環(huán)裝置、氫氣提取裝置、氧氣分離裝置、精制水儲存罐(11)、電源裝置(12)和微處理器；其中，所述氫氣生成杯(1)包括電解槽(102)，所述電解槽(102)頂端分別設(shè)置有氧氣出口(121)和進液口(122)，側(cè)壁設(shè)置有氫氣出口(124)，底端設(shè)置有電極插座(113)，所述電解槽(102)通過所述電極插座(113)電性連接所述電源裝置(12)，且所述電源裝置(12)中設(shè)置有自動電源變換器；所述精制水儲存罐(11)通過所述水循環(huán)裝置依次連接所述氧氣分離裝置和所述進液口(122)；所述氫氣提取裝置包括氫氣體氫氣體氣液分離器(3)、氣體冷卻器(16)、氣體減壓閥(18)、氫氣氧化觸媒容器(15)、流量調(diào)節(jié)閥(13)和氫氣穩(wěn)壓閥(8)，所述氫氣體氫氣體氣液分離器(3)與所述氫氣出口(124)連接，并通過配管(17)與所述水循環(huán)裝置連接，以及通過氫氣導(dǎo)管(6)依次連接所述氣體冷卻器(16)、所述氣體減壓閥(18)、所述氫氣氧化觸媒容器(15)和所述流量調(diào)節(jié)閥(13)，且所述氣體冷卻器(16)和所述氣體減壓閥(18)之間連接有氫氣過壓排出管(14)，所述氫氣穩(wěn)壓閥(8)設(shè)置在所述氫氣過壓排出管(14)末端；所述氧氣出口(121)與所述氧氣分離裝置連接；所述氫氣體氣液分離器(3)、所述氧氣分離裝置和所述氫氣生成杯(1)中均設(shè)置有液位傳感器，且每個所述液位傳感器、所述水循環(huán)裝置和所述電源裝置(12)均電性連接所述微處理器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電解制氫裝置，其特征在于，所述流量調(diào)節(jié)閥(13)通過導(dǎo)管連接有氫氣穩(wěn)壓閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電解制氫裝置，其特征在于，所述電解槽(102)包括電解槽體、固體高分子電解質(zhì)膜(1021)、正電極(1022)和負電極(1023)，所述固體高分子電解質(zhì)膜(1021)、所述正電極(1022)和所述負電極(1023)均設(shè)置在所述電解槽體中；所述正電極(1022)和所述負電極(1023)之間設(shè)置所述固體高分子電解質(zhì)膜(1021)，并且所述正電極(1022)和所述負電極(1023)的底端均通...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李文秀，努民，
申請(專利權(quán))人：北京建元天地環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11