一种强化电解液气泡分离的气液梯级分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种强化电解液气泡分离的气液梯级分离装置及方法，所述气液梯级分离装置包括碱性电解槽、离心泵、气液分离装置、气体纯化装置、气体收集装置、以及过滤装置，其中，所述旋流分离器和聚结纤维膜层位于气液分离装置内部，用于实现梯级深度分离高气含率电解液，所述纤维膜层的纤维编制样式为连环编制，并采用多层间隔设置。所述气液梯级分离方法，包括利用旋流器进行一级分离、气相和液相的初步分离、利用聚结纤维膜层进行二级分离、气相和液相的收集、回收等步骤。本发明专利技术的气液梯级分离装置及方法，不仅可以显著降低电解液中的气含率，还优化了气液分离设备结构，降低设备使用和维护成本，有望与我国工业制氢产业耦合，对我国绿氢产业的发展以及碳中和战略的实现具有重大的意义。现具有重大的意义。现具有重大的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种强化电解液气泡分离的气液梯级分离装置及方法


[0001]本专利技术涉及碱性电解水制氢
，具体涉及一种利用旋流离心力场与微细纤维梯级深度分离高气含率电解液的装置与方法。

技术介绍

[0002]氢能是一种绿色能源，具有无污染、可再生、热值高等特点，在工业生产中应用广泛，包括石油精制、金属冶炼，新能源汽车等。目前，碱性电解水制氢是唯一一种技术成熟，能够实现大规模、长周期生产的绿色制氢方法，其设备结构主要是由两块电解板构成的电极小室串联而成，极板之间隔着石绵膜。在电解过程中，由于膜的阻碍作用使得阴极阳极产生的气体不会混合。
[0003]电解水制氢的电解产物氢气与氧气随电解液一起流出电解槽，如何高效、快速的将气体与电解液分离对电解系统的意义重大。传统的气液分离器采用重力沉降的分离手段，这种方法分离速度慢、分离效率低，且设备占地面积大，造价高。特别地，溶解在电解液中的微细气泡几乎不能分离。随着工业电解槽的功率不断提高，电解液的气含率也进一步加大，高气含率电解液如果不能实现高效的气液分离，会使得重新流回电解槽的电解液的含气量过高，容易造成气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化电解液气泡分离的气液梯级分离装置，其特征在于，包括碱性电解槽，经由离心泵与碱性电解槽的出液口连接的气液分离装置，在气液分离装置的气相出口后依次连接的气体纯化装置以及气体收集装置，以及与气液分离装置的液相出口连接的过滤装置，所述气液分离装置内部按上下位置设置有旋流分离器和聚结纤维膜层；其中：所述气相出口与液相出口分别设置于所述气液分离装置的顶部与底部；所述旋流分离器的中部设有混合相入口，所述旋流分离器的顶部设置有凹型碗状顶盖，底部设置有双内锥形内芯；所述聚结纤维膜层位于所述旋流分离器下方，所述纤维膜层的纤维编制样式为连环编制，编制纤维的直径为100～200μm，孔隙率为0.70～0.85；所述纤维膜层采用多层间隔设置，层数为5～10层；所述过滤装置通过管路分别与气液分离装置的液相出口以及碱性电解槽的入口相连接。2.根据权利要求1所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述旋流分离器为立式柱腔结构，该立式柱腔的中部和底部分别开设有混合相入口和液相出口，其中所述混合相入口和液相出口方向均为切向方向。3.根据权利要求2所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述旋流分离器的混合相入口为矩形喷嘴；所述液相出口的个数设置为2个，呈水平对称分布，并且其底面与旋流器底面在同一水平面上。4.根据权利要求2所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述旋流分离器的混合相入口与液相出口的内径均为15～20mm，所述旋流分离器的柱腔直径为60～80mm，柱腔高度为480～640mm；所述气液分离器罐体的直径为0.5～1.0m，高度为3～4m。5.根据权利要求1所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述旋流分离器的顶部设置有气相出口，所述气相出口在立式柱腔内部设有渐缩溢流管，所述渐缩溢流管采用偏置布置，其中心轴线偏离气液分离器的中心轴线。6.根据权利要求5所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述渐缩溢流管与周围壁面采用梯形厚壁固定，所述渐缩溢流管的顶部内径与底部内径分别为10～15mm与15～20mm。7.根据权利要求1所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述双内锥形内芯的底部设置为柱体，并且其底面与旋流分离器的液相出口的底面在同一水平面上。8.根据权利要求7所述的气液梯级分离装置，其特征在于，所述旋流分离器双内锥形内芯的上锥段锥角40
°
，下锥段锥度20
°
，上下锥段总高度为125～150mm，锥底直径大小为0.4～0.6倍分离器直径；所述双内锥形内芯底部的柱体高度为锥段高度的0....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，李宇，刘博，袁方，吴涛，张浩，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：