一种电解槽制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电解槽，包括压力容器外壳，具有容纳电解槽本体的封闭空间；电解槽本体；连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳内；所述压力容器外壳包括壳体A以及壳体A两侧分别通过第一法兰连接的端盖，所述电解槽本体位于壳体A内，每个所述端盖为平盖结构，每个所述端盖与相邻的电解槽本体的端板之间均具有一容腔，每个所述端盖的外侧端面上均设置有与其各自容腔连通的介质进口和介质出口。本实用新型专利技术在电解槽本体外部增加安全防护的外壳，以适应室外使用需要。以适应室外使用需要。以适应室外使用需要。

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽


[0001]本技术涉及一种电解槽。

技术介绍

[0002]当前，氢能产业链火热发展，由此也带动了制氢环节的快速成长；而双碳目标的提出使“绿氢”成为减碳脱碳的重要途径。其中，电解水制氢是重要的制取绿氢的方法，电解水制氢规模的提升，也使电解槽市场迅速增长。
[0003]绿氢在制造成本上居高不下的主要原因是电价和电解水制氢系统，电解槽作为可再生能源大规模制氢的关键装备，在制氢系统总成本中的占比近50％。因此，以电解槽为代表的氢能设备，对于制氢成本的降低起着关键性的作用。
[0004]电解水制氢，是指在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，其原理是，在阴极水分子被分解为H
+
和OH
‑
，H
+
得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子(H2)；OH
‑
则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜，到达阳极，在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子，整个过程可实现零排放。
[0005]目前的电解槽发展速度还较为迟缓，之前的电解槽都属于中小型化且基本都在室内，如航天制氢、潜艇制氧、核电或火电机组冷却制氢，用量比较少。但是，现在应用于绿色能源达到吨级，成百千倍增。电解槽有多个电极板压紧构成密封承压机构，由多个拉杆提供拉力，由于挠度原因，水平放置，造成密封困难，压力增加受限，而高压电解，一者利于氢气、氧气后面增压，二者有利于提高电解槽运行温度，高温有利于电解效率。目前电解槽结构电解板金属裸漏，暴露大气中，为了安全、需要在厂房或者集装箱类构筑物提供防护空间，增加投入，同时由于氢气的着火爆炸极限4.0％～75.6％，在密闭或半密闭空间存在爆炸隐患；如能放在室外，利用氢气逃逸速度快的特性，可以消除爆炸隐患，增加生产安全性，还能减少厂房等投资。因此，对于室外电解槽，对自身结构和安全性提出了更高的要求，需要进行改进。

技术实现思路

[0006]根据以上现有技术的不足，本技术提供一种电解槽，在电解槽本体外部增加安全防护的外壳，以适应室外使用需要。
[0007]本技术所述的一种电解槽，其特征在于，包括：
[0008]压力容器外壳，具有容纳电解槽本体的封闭空间；
[0009]电解槽本体；
[0010]连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳内；
[0011]所述压力容器外壳包括壳体A以及壳体A两侧分别通过第一法兰连接的端盖，所述电解槽本体位于壳体A内，每个所述端盖与相邻的电解槽本体的端板之间均具有一容腔，每个所述端盖的外侧端面上均设置有与其各自容腔连通的介质进口和介质出口。
[0012]更进一步的，位于每个所述端盖上的介质出口设置有一个，介质进口设置有两个，
且所述介质进口与介质出口呈等腰三角形分布，所述介质出口位于顶角位置处，所述介质进口位于两侧的底角位置处。本技术中，介质进口和介质出口的数量和分布并不加以过多限制，只要能在容腔内形成有效的介质流动即可。
[0013]更进一步的，所述连接组件设置有一个或两个；当设置有一个时，与电解槽本体的任意一侧端板相配合，余下一侧端板通过焊接固定于压力容器外壳内壁，当设置有两个时，分别与电解槽本体的两侧端板相配合。所述连接组件可以有两种实现形式，一种为：所述连接组件包括勾圈、第二法兰和可调螺杆，所述勾圈焊接于相邻的壳体A的开口端面上，所述第二法兰具有一环状凹槽且与勾圈的勾头相互配合，所述第二法兰沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。更进一步的，所述第二法兰的环状凹槽与勾圈的勾头的配合面为斜面，且与竖向截面呈20
‑
30度角。经计算，在此角度下，方便安装和拆卸，并且倾斜角度又能确保两者的勾合强度。更进一步的，所述第二法兰为分体法兰，便于安装或拆卸。
[0014]另一种为，所述连接组件包括挡圈和可调螺杆，所述壳体A两侧的开口端面沿周向设置有卡槽，所述挡圈卡接于相对应的卡槽内，所述挡圈沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。
[0015]在上述的连接组件两种实现形式中，端板上可以设置与可调螺杆数量相对应的内置有碟簧的碟簧套管，可调螺杆插入碟簧套管内与碟簧相配合，可以更好的起到减震导向的作用。
[0016]更进一步的，该电解槽还包括：接线柱结构，用于电解槽本体与外部电源之间的电连接结构。所述接线柱结构包括金属导电连接件、绝缘密封环和金属导电转接件，所述绝缘密封环与金属导电转接件一体压铸成型，所述金属导电转接件包括金属导电连接件连接端和外部电源连接端，所述金属导电连接件连接端位于绝缘密封环的内部空间，且沿长度方向开设有调节定位孔，所述调节定位孔处通过螺栓与金属导电连接件的连接孔相连，所述外部电源连接端穿出于绝缘密封环的周向面，且穿出部分由内向外分别开设有法兰螺栓通孔和外部电源连接孔；该接线柱结构位于压力容器外壳的端盖内部，其中，所述金属导电连接件与相邻的电解槽本体的端板上接线柱电连接，所述绝缘密封环过盈压装于端盖的端头法兰内，所述金属导电转接件的外部电源连接端穿出于端盖的端头法兰，其所述法兰螺栓通孔用于端盖的端头法兰的螺栓穿过，所述外部电源连接孔用于与外部电源电连接。
[0017]更进一步的，所述调节定位孔的长度是金属导电连接件的连接孔直径的 5
‑
10倍。
[0018]更进一步的，所述法兰螺栓通孔内嵌套有绝缘套管。
[0019]更进一步的，所述金属导电转接件可以有两种实现形式，一种为L型结构，一端为外部电源连接端，另一端为金属导电连接件连接端。另一种为T型结构，其对称的两端为外部电源连接端，余下的一端为金属导电连接件连接端。
[0020]更进一步的，所述压力容器外壳内部涂覆有绝缘涂层，防止电解槽本体漏液后和压力容器外壳导电。绝缘涂层采用市售的绝缘漆进行涂覆固化形成。本专利对绝缘涂层的材料并不加以限制，只需满足绝缘、适合加工的需求即可，凡是能实现该功能的其它材料，均应当属于本专利的保护范围内。
[0021]本技术所具有的有益效果是：
[0022](1)压力容器外壳提供防护、承压作用，可调螺杆通过第二法兰提供两个压力，一是对电解槽本体中电极板的紧固压力，二是压力容器外壳设计或运行的压力。另外，本技术设计的连接组件，能够采取抽拉的方式将电解槽本体与压力容器外壳进行配合，再利用连接组件实现固定限位，连接组件即可实现快速安装拆卸，又不影响电解槽本体端板的操作空间。通过连接组件夹紧固定，还能够实现对中间电极板的夹紧固定，可以代替两侧端板之间拉杆的设置。
[0023](2)端盖与相邻的电解槽本体的端板之间的容腔，利用介质进口和介质出口，形成一个循环的介质流向通道。介质可以是惰性气体(N2，Ar等单一或混合)、氢气或氧气(电解产生，压力平衡性好)、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽，其特征在于，包括：压力容器外壳，具有容纳电解槽本体的封闭空间；电解槽本体；连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳内；所述压力容器外壳包括壳体A以及壳体A两侧分别通过第一法兰连接的端盖，所述电解槽本体位于壳体A内，每个所述端盖与相邻的电解槽本体的端板之间均具有一容腔，每个所述端盖的外侧端面上均设置有与其各自容腔连通的介质进口和介质出口。2.根据权利要求1所述的一种电解槽，其特征在于，位于每个所述端盖上的介质出口设置有一个，介质进口设置有两个，且所述介质进口与介质出口呈等腰三角形分布，所述介质出口位于顶角位置处，所述介质进口位于两侧的底角位置处。3.根据权利要求1所述的一种电解槽，其特征在于：所述连接组件设置有一个或两个；当设置有一个时，与电解槽本体的任意一侧端板相配合，余下一侧端板通过焊接固定于压力容器外壳内壁，当设置有两个时，分别与电解槽本体的两侧端板相配合；所述连接组件包括勾圈、第二法兰和可调螺杆，所述勾圈焊接于相邻的壳体A的开口端面上，所述第二法兰具有一环状凹槽且与勾圈的勾头相互配合，所述第二法兰沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。4.根据权利要求1所述的一种电解槽，其特征在于：所述连接组件设置有一个或两个；当设置有一个时，与电解槽本体的任意一侧端板相配合，余下一侧端板通过焊接固定于压力容器外壳内壁，当设置有两个时，分别与电解槽本体的两侧端板相配合；所述连接组件包括挡圈和可调螺杆，所述壳体A两侧的开口端面沿周向设置有卡槽，所述挡圈卡接于相对应的卡槽内，所述挡圈沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳，
申请(专利权)人：扬州乐道能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：