用于电解装置的分离器制造方法及图纸

一种包括分离器腔室(11)的分离器(9，10)，具有：第一入口(12)；第二入口(13)；气体出口(14)；液体出口(15)，其中，该分离器(9，10)被配置用于将被引入该第一入口(12)中的气体与液体的混合物分离，使得该气体被提供在该气体出口(14)处，而该液体被提供在该液体出口(15)处，其中，分隔元件(16)布置在该分离器腔室(11)中，以在该分离器腔室(11)的内表面(18)与该分隔元件(16)之间形成通道(17)，其中，该第二入口(13)开向该通道(17)，并且其中，该分隔元件(16)具有低于该第二入口(13)布置的可渗透区段(19)。由于该通道(17)，该分离器(9，10)可以用于在相对高的温度下进行电解。因此，该分离器(9，10)的外壳(29)不必由特别耐热的材料制成。料制成。料制成。

【技术实现步骤摘要】
用于电解装置的分离器
[0001]本专利技术涉及一种用于电解装置的分离器、一种相应的电解装置、以及一种用于执行电解的方法。
[0002]在工业规模上，通常使用电解池堆叠体来执行电解。通过电解池，可以执行对液态介质的电解。电解产物通常是气态的，并且可以与未反应的介质一起从堆叠体中提取。随后，必须将气态产物与液态介质分离。因此，气/液分离器是已知的。在操作中，分离器暴露于介质。由于介质的高温和/或由于腐蚀一起，这可能对分离器造成损坏。对于碱性系统，在浓碱溶液中温度>90℃时，应力腐蚀开裂是关键问题。因此，必须降低介质的温度，这是低效的，或者必须对分离器使用昂贵的材料、比如镍合金，而这是昂贵的。替代性地，已经建议分离器的内表面为聚合物衬里。然而，难以在分离器的整个寿命内都获得对内表面的100％覆盖。
[0003]本专利技术的目的是改进现有技术，从而提供一种可以承受高介质温度而不需要昂贵材料的分离器。
[0004]该目的是通过根据独立权利要求的分离器、电解装置和方法来解决。在从属权利要求中提出了有利的改进。权利要求和说明书中描述的特征可以以任何技术上合理的方式彼此组合。
[0005]根据本专利技术，提出了一种分离器，该分离器包括分离器腔室，该分离器具有：
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第一入口；
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第二入口；
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气体出口；
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液体出口，
[0010]其中，该分离器被配置用于将被引入该第一入口中的气体与液体的混合物分离，使得该气体被提供在该气体出口，而该液体被提供在该液体出口处，其中，分隔元件布置在该分离器腔室中，以在该分离器腔室的内表面与该分隔元件之间形成通道，其中，该第二入口开向该通道，并且其中，该分隔元件具有低于该第二入口布置的可渗透区段。
[0011]该分离器可以用于将气体与液体分离。气体可以是通过将液体电解而获得的电解产物。例如，在水的电解中，可以提供相应的分离器以将气态氢与水分离并且将气态氧与水分离。
[0012]该分离器包括分离器腔室。该分离器腔室可以是容器，其中可以容纳气体和液体。例如，分离器腔室可以被配置为尤其具有圆形截面的器皿。分离器腔室的内直径优选地在0.8至2m、尤其在1至1.6m的范围内。分离器的长度优选地为4至15m、尤其为6至10m。优选地，除了本文明确描述的入口和出口之外，分离器腔室的所有侧面都是关闭的。这尤其适用于第一入口、第二入口、气体出口、以及液体出口。第一入口可以用于将气体与液体的混合物引入分离器腔室中。该分离器被配置为将混合物分离成气体和液体。气体可以经由气体出口从分离器腔室中提取，而液体可以经由液体出口从分离器腔室中提取。气体出口优选地由镍合金、或衬有聚合物的材料制成。
[0013]分离器具有单一第一入口、单一第二入口、单一气体出口、以及单一液体出口就足
够了。然而，还可能的是，存在多个第一入口、多个第二入口、多个气体出口、和/或多个液体出口。例如，分离器可以连接至多个电解堆叠体，其中，每个电解堆叠体连接至分离器的相应第一入口。
[0014]分离器进一步包括在分离器腔室内的分隔元件。该分隔元件被配置且布置为使得，在分隔元件与分离器腔室的内表面之间形成通道。该通道布置在分离器腔室内。该通道还可以被称为空隙。优选地，当在分离器的截面中看时，该通道被配置为环形空隙。该分隔元件将该通道与分离器腔室的其余部分部分地分开。该分离器腔室的其余部分被称为分离器腔室的内区段。该内区段是分离器腔室的、不是通道的部分。该通道没有与内区段完全分离。代替地，分隔元件具有可渗透区段。为此，在通道与分离器腔室的内区段之间存在连接，以允许通道与内区段之间进行介质交换。特别地，介质可以从该通道内经由可渗透区段流到分离器腔室的内区段中。
[0015]在可渗透区段内，分隔元件是液体和/或气体可渗透的。例如，分隔元件在可渗透区段中可以是穿孔的。分隔元件在可渗透区段中可以具有一个或多个开口。还可能的是，分隔元件包括多个部分，这些部分彼此间隔开，使得这些部分之间的空隙形成开口，通过这些开口形成可渗透区段。可渗透分隔促进与内区段中的介质混合，由此将内区段中的介质的温度从进入内区段中的介质温度冷却下来。
[0016]第二入口开向通道。由此，介质、比如液体可以被引入通道中。可渗透区段低于第二入口布置。这涉及分离器在正常操作中的取向。由于分离器被配置用于分离气体与介质，因此分离器的取向通常影响分离器的功能。为此，分离器应以某个取向使用。分离器优选地被配置为在正常操作中以水平取向使用。即，在正常取向时，分离器是水平布置的。
[0017]在第二入口布置在可渗透区段上方的情况下，经由第二入口被引入通道中的流体可以穿过通道、穿过可渗透区段、流到分离器腔室的内区段中。这尤其在将具有相对高温度、尤其高于被引入第二入口中的流体的温度的流体引入第一入口中的情况下是有用的。分离器腔室的外壳的温度主要受经由第二入口被引入通道中的流体的温度的影响。相比之下，被引入第一入口中的流体可以被收集在分离器腔室的内区段内。因此，优选的是，第一入口开向分离器腔室的内区段。即，第一入口开向分离器腔室的、不是通道的部分。内区段内的流体由于通道而至少在通道沿着分离器腔室的内表面延伸的范围内不与分离器腔室的外壳相接触。在轴向方向上，分隔元件优选地延伸穿越整个分离器腔室。在分离器的截面中，分隔元件优选地至少延伸穿越分离器腔室的下区段，尤其是穿越分离器腔室的下半部。在此情况下，只要不超过对应的填充液位，被引入第一入口中的流体不与分离器腔室的外壳相接触。因此，被引入第一入口中的流体的温度可以尤其高，和/或可以对分离器腔室的外壳使用不适合于高温的材料。因此，可以对分离器腔室的外壳使用实惠的材料。端板或器皿盖可以由与器皿外壳不同的金属制成。
[0018]所描述的优点尤其适用于分离器用于将气态电解产物与液体电解介质分离的情况。气态电解产物与液体电解介质的混合物可以经由第一入口被引入分离器腔室中。在分隔元件布置在分离器腔室的内表面与分离器腔室的内区段之间的范围内，气态电解产物与液体电解介质的混合物不与分离器腔室的外壳相接触。因此，气态电解产物与液体电解介质的混合物可以具有相对高的温度。这是有利的，因为这允许电解堆叠体在特别高的温度下操作。一般而言，电解在越高的温度下越有效。例如，碱性电解在约120℃的温度下可以达
到几乎100％的效率。第二入口可以用于将电解介质从旁路引入分离器中。旁路可以被配置为绕过电解堆叠体。流经旁路的电解介质的温度通常低于流经堆叠体的介质的温度。另外，旁路优选地包括冷却器。由此，可以进一步冷却介质。优选的是，来自旁路的介质以在30至60℃范围内、尤其在40至50℃范围内的温度经由第二入口进入通道中。在来自旁路的低温介质被引入通道中的情况下，仅低温电解介质与分离器腔室的外壳相接触。这至少适用于通道沿着分离器腔室的内表面延伸的范围。低温电解介质可以经由可渗透区段离开通道、而与分离器腔室的内区段内的电解介质混合。由此，内区段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括分离器腔室(11)的分离器(9，10)，具有：
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第一入口(12)；
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第二入口(13)；
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气体出口(14)；
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液体出口(15)，其中，该分离器(9，10)被配置用于将被引入该第一入口(12)中的气体与液体的混合物分离，使得该气体被提供在该气体出口(14)处，而该液体被提供在该液体出口(15)处，其中，分隔元件(16)布置在该分离器腔室(11)中，以在该分离器腔室(11)的内表面(18)与该分隔元件(16)之间形成通道(17)，其中，该第二入口(13)开向该通道(17)，并且其中，该分隔元件(16)具有低于该第二入口(13)布置的可渗透区段(19)。2.根据权利要求1所述的分离器(9，10)，其中，该第二入口(13)被布置在该分离器(9，10)的上半部内，和/或其中，该分隔元件(16)的可渗透区段(19)被布置在该分离器(9，10)的下半部内。3.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，该气体出口(14)被布置在该分离器(9，10)的上半部内，和/或其中，该液体出口(15)被布置在该分离器(9，10)的下半部内。4.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，该分隔元件(16)在该可渗透区段(19)中以多孔的方式配置。5.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，在该分离器(9，10)的截面中，该分隔元件(16)沿着该分离器腔室(11)的内表面(18)的至少60％延伸。6.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，在该分离器(9，10)的截面中，该分隔元件(16)关于沿着高度方向(z)定向的轴线对称。7.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，该分隔元件(16)平行于该分离器腔室(11)的内表面(18)布置。8.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，该分隔元件(16)由包含至少80％的镍的金属、或由塑料制成。9.根据前述权利要求中任一项所述的分离器(9，10)，其中，该分离器腔室(11)的内表面(18)由不锈钢制成。10.一种电解装置(1)，包括：
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用于驱动液态介质的至少一个泵单元(2)；
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至少一个电解池堆叠体(3)，其中，每个堆叠体(3)包括连接至这些泵单元(2)之一的相应堆叠体入口(4a，4b)、相应的阳极出口(6)、以及相应的阴极出口(7)，其中，该至少一个堆叠体(3)被配置为通过将被引入相应的堆叠体入口(4a，4b)中的液态介质电解来获得气态阳极产物和气态阴极产物，该气态阳极产物与该液态介质一起被提供在相应的阳极出口(6)处，该气态阴极产物与该液态介质一起被提供在相应的阴极出口(7)处；
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阳极分离器(9)，该阳极分离器包括分离器腔室(11)，该阳极分...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：