基于重力和冷凝的二次水气分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于重力和冷凝的二次水气分离装置，用于解决冷凝器对氢气中的水蒸气冷凝效果欠佳的问题。该二次水气分离装置包括蓄水缸和设置在蓄水缸上端并与蓄水缸连通的冷凝器，冷凝器内设置多个供氢气通过的气路，其上端口设置有供氢气排出的出气口；蓄水缸上设置有进气管；每一气路的两侧侧壁上设置有多个导流件，导流件的自气路侧壁向气路中心轴延伸并与气路侧壁之间具有夹角，夹角的角度小于45

【技术实现步骤摘要】
基于重力和冷凝的二次水气分离装置


[0001]本技术涉及水电解制氢的
，尤其涉及一种基于重力和冷凝的二次水气分离装置。

技术介绍

[0002]PEM水电解制氢技术近年来发展产业化发展迅速，相比于传统的碱性水电解制氢相比，产气效率更高、生产的氢气纯度更高。由于在水电解过程中，会产生大量的热量，因此，在PEM水电解槽的阴极侧析出的氢气通常伴随有水蒸气，因此，在制氢过程中，需要将这些水蒸气以及混杂的液滴从氢气中脱离出去，降低氢气的含水率。目前常规脱除水蒸气的方式时采用冷凝器对氢气和水蒸气的混合气体进行冷凝，使得混合气体中的水蒸气冷凝液化，氢气质量轻、液化形成的水滴质量重，在重力作用来，两者就会发生分离，从而达到对氢气的冷却干燥的效果。
[0003]然而，现有的水气分离是通过将氢水混合物通入冷凝器中，氢气中混在的液态水在于冷凝器接触时也会向冷凝器传递热量，影响冷凝器对水蒸气的冷却效果；同时，冷凝器中的气路设计过于简单，气路平直，不利于氢气中的水蒸气与冷凝器接触，导致氢气在冷凝器内的驻留时间过短，不能对氢气中的水蒸气进行有效的冷却。这样，由于冷凝器不能有效满足对氢气的冷却要求，这不仅会带走大量水气，导致设备的纯水消耗量大，而且还会影响后续对氢气提纯效率。
[0004]因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种基于重力和冷凝的二次水气分离装置，用于解决冷凝器对氢气中的水蒸气冷凝效果欠佳的问题。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种基于重力和冷凝的二次水气分离装置，包括蓄水缸和设置在蓄水缸上端并与蓄水缸连通的冷凝器，所述冷凝器内设置多个供氢气通过的气路，其上端口设置有供氢气排出的出气口；所述蓄水缸上设置有进气管；每一所述气路的两侧侧壁上设置有多个导流件，所述导流件的自气路侧壁向气路中心轴延伸并与所述气路侧壁之间具有夹角，所述夹角的角度小于45
°
；所述气路两侧侧壁上的导流件错位设置，氢气进入所述气路后，在所述导流件的作用下呈S型流动。
[0008]可选地，所述导流件为板件，所述板件斜插在所述气路侧壁上。
[0009]可选地，所述导流件为设置在所述气路侧壁上波浪形凸起，多个所述波浪形凸起相连后形成波浪形导流壁。
[0010]可选地，所述导流件为设置在所述气路侧壁上齿状凸起，多个所述齿状凸起相连后形成锯齿形导流壁。
[0011]可选地，所述板件的导流面设置有导流槽。
[0012]可选地，所述板件与气路侧壁接触的部分设置有过水孔。
[0013]可选地，所述冷凝器包括两个相互拼接的板体，所述板体的内侧面设置有凹槽，两所述板体的凹槽拼接形成冷凝器的内腔，所述内腔中设置有分隔条，相邻分隔条间隔设置以形成气路；所述板体上设置有铜管，所述铜管沿板体长度方向呈S型来回弯曲。
[0014]可选地，所述蓄水缸的上端设置有，所述进气管设置在所述上。
[0015]可选地，所述蓄水缸的下端部设有底座，所述底座和所述上端盖的侧面设有连接片。
[0016]可选地，所述蓄水缸的下端设置回流管，所述回流管的出水端连接一水封。
[0017]本技术的有益效果在于：
[0018]（1）本技术提供的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，通过将进气管与蓄水缸连通，进行水气分离时，氢水混合物先进入蓄水缸中，氢水混合物中的液态水进入缸体后悬空，然后会在重力作用下从氢水混合物中分离输出，实现氢气与液态水的初步分离。
[0019]（2）本技术提供的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，通过在冷凝器的气路中设置导流件，导流件的自气路侧壁向气路中心轴延伸，并与气路侧壁之间具有小于45
°
的夹角，并且将气路两侧侧壁上的导流件错位设置；这样，当氢气和水蒸气的混合物进入气路后，错位设置的倾斜导流件形成类似于S型的通路，使得氢气和水蒸气在气路内呈S型流动，水蒸气每次在气路中换向时都会与导流件接触碰撞并在与导流件接触碰撞的过程中被冷凝液化，经过反复的碰撞后，水蒸气能够很好地从氢气中分离出来，实现氢气与水蒸气的二次分离；由于氢气中混在的液态水在进入蓄水缸时已经在重力作用下从氢水混合物中分离出去了，因此，冷凝器仅需对水蒸气进行冷凝液化，能够保证冷凝器对水蒸气的冷凝液化效率；
[0020]并且，导流件形成类似于S型的通路能够延长氢气和水蒸气在气路中的时间，以便有更长的时间对水蒸气进行冷凝，降低氢气带出水蒸气的可能；
[0021]并且，导流件的倾斜设置一方面能够引导氢气和水冲击在对侧的导流件上，使得水蒸气能够更多被接触和冷凝；另一方面，也利于冷凝液化的水会顺着导流件的斜面流向气路侧壁，并在重力作用下顺着气路侧壁流向蓄水缸，降低了冷凝水阻塞侧壁的可能，保证氢气能够在气路内较为顺畅地排出。
附图说明
[0022]图1为本技术一实施例的剖面结构示意图。
[0023]图2为本技术一实施例的另一剖面结构示意图。
[0024]图3为本技术一实施例的剖面局部放大图。
[0025]图4为本技术另一实施例剖面局部放大图。
[0026]图5为本技术另一实施例剖面局部放大图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。
[0028]如图1
‑
3所示，本技术提供的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，包括蓄水缸20以及冷凝器10。蓄水缸的设有21，该上设置有水平设置的进气管21a，以供氢水混合物
的通入。氢水混合物先进入蓄水缸中，氢水混合物中的液态水进入缸体后悬空，然后会在重力作用下从氢水混合物中分离输出，实现氢气与液态水的初步分离。
[0029]在蓄水缸的下端部设有底座22，底座上和上端盖上的侧面设有连接片（未图示），并在底座和上端盖的侧面设置连接片（未图示）。安装时，可通过设置在底座和下封盖上的连接片将二次水气分离装置固定在制氢设备的机架内部，提高二次水气分离装置安装的便利性。
[0030]冷凝器同轴设置在上，并与蓄水缸连通。在冷凝器内设置有多个供氢气通过的气路，气路的下端口与蓄水缸连通，氢水混合物进入蓄水缸后，氢气和水蒸气自气路下端口进入气路内部。在冷凝器的上端设置有顶封盖13，该顶封盖上设置出气口13a，氢气流经气路后，就会自出气口排出。
[0031]如图2
‑
3所示，在本实施例中，在每一气路的两侧侧壁上设置有多个导流件121，导流件的自气路侧壁向气路中心轴延伸，并具有与气路侧壁之间具有夹角，夹角的角度在30
°
~45
°
之间。并且，气路两侧侧壁上的导流件错位设置。由此，在气路内形成类似于S型的通道，当氢气和水蒸气的混合物进入气路后，使得氢气和水蒸气在气路内呈S型流动，水蒸气每次在气路中换向时都会与导流件接触碰撞并在与导流件接触碰撞的过程中被冷凝液化，经过反复的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重力和冷凝的二次水气分离装置，包括蓄水缸和设置在蓄水缸上端并与蓄水缸连通的冷凝器，所述冷凝器内设置多个供氢气通过的气路，其上端口设置有供氢气排出的出气口；其特征在于，所述蓄水缸上设置有进气管；每一所述气路的两侧侧壁上设置有多个导流件，所述导流件的自气路侧壁向气路中心轴延伸并与所述气路侧壁之间具有夹角，所述夹角的角度小于45
°
；所述气路两侧侧壁上的导流件错位设置，氢气进入所述气路后，在所述导流件的作用下呈S型流动。2.根据权利要求1所述的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，其特征在于，所述导流件为板件，所述板件斜插在所述气路侧壁上。3.根据权利要求1所述的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，其特征在于，所述导流件为设置在所述气路侧壁上波浪形凸起，多个所述波浪形凸起相连后形成波浪形导流壁。4.根据权利要求1所述的基于重力和冷凝的二次水气分离装置，其特征在于，所述导流件为设置在所述气路侧壁上齿状凸起，多个所述齿状凸起相连后形成锯齿形导流壁。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓晋，李晓浩，张杰，
申请(专利权)人：时代氢源深圳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：