一种制氢制氧系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种制氢制氧系统，包括支撑装置和在支撑装置上设的相连的制氢制氧器和供电装置，制氢制氧器包括控制装置以及由其控制的相连接的输入输出装置和电解装置；其中，供电装置为太阳能电池板和风力发电机中的一种或者两种，制氢制氧器还包括壳体，控制装置设置在壳体的内部，输入输出装置穿过壳体设置，电解装置设置在壳体内；输入输出装置和电解装置由上至下依次相连接；输入输出装置与供电装置分别相连接。本实用新型专利技术以简单优化的结构使光能、风能可再生能源得到充分利用，降低了系统设备成本的同时也大量节约了能源，大幅提高了氢与氧的绿色生产的安全稳定性，实现了高效节约的绿色环保生产，适于在相关生产领域工业化推广应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种制氢制氧系统
本技术涉及氢气与氧气的制备
，尤其涉及一种制氢制氧系统。
技术介绍
目前，随着环保意识的提高以及环境保护法的加强，绿色化工成为化工发展的首要途径。在氢与氧的制备领域，电解水的方法因其无副产物而倍受青睐，在电解采用的装置和电能的来源分别进行了探索性的研究开发。现有技术中，专利技术专利ZL200810013507.5公开了一种光电化学复合或耦合制氢制氧装置及方法，装置包括上部的太阳能电池和下部的光电化学池；上部的太阳能电池装置包括电极基板、光阳极、电解液和对电极；上部的太阳能电池为硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、化合物半导体太阳能电池或聚合物太阳能电池等；下部的光电化学池包括光阳极、电解液和对电极。使用该装置时，在太阳光或模拟太阳光照射下，上部的太阳能电池发电，产生外加偏压，光电化学池的光阳极产生电势或能量。外加偏压与光电化学池光阳极所产生的电势或能量一起达到光电化学池中水的裂解能量，两个电极上分别产生氢气和氧气。该专利技术应用了绿色能源太阳能提供水电解的能源，操作也得到了优化，使用比较简单方便，但是在太阳能至电能的转换效率偏低，且易造成能源浪费，额外增加成本，不适于工业化推广应用。技术专利ZL201120544683.9公开了一种风光互补海水制氢制氧系统，包括发电系统和电解系统，所述发电系统包括风力发电机、风力发电控制器、系统控制中心、太阳能电池板、太阳能发电控制器、蓄电池组和直流变换器，所述系统控制中心通过风力发电控制器连接风力发电机，所述系统控制中心通过太阳能发电控制器连接太阳能电池板，所述蓄电池组和所述直流变换器都与所述系统控制中心电连接，所述直流变换器与电解系统电连接。系统控制中心通过太阳能发电控制器控制太阳能电池板，还通过分离发电控制器控制风力发电机。该发电系统将光能和风能转化为电能为电解系统供电，降低了成本，减小了给市电系统带来的负担；但是，该专利技术的系统装置结构庞杂，生产效率不高。专利技术专利ZL201010219892.6本提供了一种链式制氢制氧一体化方法，CuFe2O4与固体含碳物质作还原反应，得到还原产物Cu、Fe、FeO，其中Fe、FeO与水蒸气进行氧化反应，生成H2和Fe3O4,剩下的Cu再与Fe3O4、空气进行氧化反应，氧化生成CuFe204。CuFe2O4加热分解得到O2和CuFeO2Jf CuFeO2与空气进行氧化反应，再生形成CuFe2O4 ;实现上述方法的装置，以鼓泡流化床反应器、旋风分离器、密封阀和快速流化床为主要组件。该专利技术沿用传统的化学方法，通过链式连续制备得到H2和02，能获得较高纯度的H2和02，但是，其采用的材料较多，成本较高，不利于后续处理。专利技术专利ZL201210050368.X提供了 一种发动机自动制氢制氧方法及其节能装置:采用化学催化和高温气体电解裂化制氢制氧的综合方法，在参与燃烧的水中添加总重量1-5%的催化剂和3-8%的消烟剂，利用发动机排气余热加热水分子，使蒸汽态的水分子变成高能气态，把高能气态的水分子在电解裂化器内电解裂化为富含氢、氧原子的可燃气体，再把可燃气体和燃油混合气或空气混合后一同送入汽缸燃烧作功。在装置方面的改进是在发动机的排气管上安装水分蒸发器和电解裂化器，在水分蒸发器上安装热电传感器，在供水箱上安装小水泵，在发动机进气歧管节气门的后方安装喷射喉管，电子控制器和节气门联动。该专利技术对于采用油料作为电解能源来源的制备领域来说，节油减排效果较好，但是，其不可避免地存在耗能耗材，以及环境污染问题。因此，亟待研究开发出绿色高效能的制氢制氧设备，能够达到环保节能效果好、经济成本低、结构简单优化、适于大规模工业实践推广应用。
技术实现思路
本技术的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种制氢制氧系统，充分利用可再生能源，实现氢与氧的绿色生产，从而有效降低成本，利于实现高效节约的环保的工业化生产。本技术解决问题的技术方案是:提供一种制氢制氧系统，包括支撑装置和在所述支撑装置上固定设置的相连接的制氢制氧器和供电装置，所述制氢制氧器包括控制装置以及由控制装置控制的相连接的输入输出装置和电解装置；其中，所述供电装置为太阳能电池板和风力发电机中的一种或者两种，所述制氢制氧器还包括壳体，所述控制装置设置在所述壳体的内部，所述输入输出装置穿过所述壳体设置，所述电解装置设置在所述壳体内；所述输入输出装置和电解装置由上至下依次相连接；所述输入输出装置与所述供电装置和控制装置分别相连接。进一步地，在所述壳体内还设置有与所述电解装置相连接的光催化装置，所述光催化装置的设置使光能的利用更加充分，使水在电解的同时也能够进行光催化反应，从而使氢气与氧气的制备效率大幅提升。进一步地，在所述壳体内还设置有加热装置，所述加热装置能够加热壳体内部的水，从而加速水的电解，进而提高氢气和氧气的产出效率。进一步地，所述输入输出装置包括穿过所述壳体设置的负极接线端子、正极接线端子、信号接线端子、氧气输出口和氢气输出口 ；在所述电解装置与输入输出装置相对的一端设置有底座，所述底座上焊有三通管，所述三通管上安装有供水电磁阀和泄压排污阀；所述电解装置包括在所述壳体内设置的阴极管和阳极管，所述阳极管包裹在所述阴极管的外部，所述阴极管与所述底座相连接，在所述阴极管内部的空腔为氢气腔，所述阳极管与壳体之间的空腔为氧气腔；所述阴极管包括由上至下依次相连接的阴极导体和电解阴极，所述阳极管包括由上至下依次相连接的阳极导体和电解阳极；在所述电解阴极和电解阳极之间的空腔为储水腔，在所述电解阴极和电解阳极上均设有多个孔；所述储水腔与所述氢气腔的下部和氧气腔的下部相连通；所述氧气输出口与所述氧气腔相通；所述氢气输出口与所述氢气腔相通；所述三通管与所述储水腔相通；所述负极接线端子与所述正极接线端子分别与所述供电装置相连接；所述信号接线端子与所述控制装置相连接。其中，在所述电解阴极和电解阳极上多个小孔的设置，使所述储水腔与所述氢气腔的下部和氧气腔的下部达到有效连通，从而利于制得的氢气和氧气均匀而快速地进入氢气腔和氧气腔，也使得电解水用量得到保障，并方便电解水用量的控制。再者，所述底座设置，能够有效支撑保护电解装置，尤其是对电极管的保护得到有效增强，从而利于增强系统整体运行的安全稳定性；而所述底座上供水电磁阀和泄压排污阀的设置，则大大方便了电解用水的输送和排出，同时也便于及时泄压和排除电解水中的杂质沉淀以及其他污垢，从而进一步保障系统整体运行的安全稳定性。此外，所述阴极管和阳极管的管状结构设置，使电解阴极和电解阳极的电极面积增加，利于提闻电解的效率。优选地，所述阳极导体和阴极导体通过隔电密封体相连接；所述输入输出装置和所述阴极管、阳极管、壳体之间的连接处通过隔电密封体密封连接；在所述阴极导体和阳极导体的外围均包裹有绝缘层。通过上述设置能够有效地使所述氢气腔和氧气腔达到隔电密封的相隔离效果；通过上述各绝缘和密封设置能够更好地保障所述制氢制氧器的电解装置运行安全稳定，其中，所述隔电密封体优选为耐腐蚀的绝缘塑料制品，质轻，便于安装设置。优选地，在所述电解阴极和电解阳极之间设置有阴阳极隔离膜，所述阴阳极隔离膜为氢离子交换树脂膜。所述氢离子交换树脂膜只允许氢离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制氢制氧系统，包括支撑装置和在所述支撑装置上固定设置的相连接的制氢制氧器和供电装置，所述制氢制氧器包括控制装置以及由控制装置控制的相连接的输入输出装置和电解装置；其特征在于：所述供电装置为太阳能电池板和风力发电机中的一种或者两种，所述制氢制氧器还包括壳体，所述控制装置设置在所述壳体的内部，所述输入输出装置穿过所述壳体设置，所述电解装置设置在所述壳体内；所述输入输出装置和电解装置由上至下依次相连接；所述输入输出装置与所述供电装置和控制装置分别相连接。

【技术特征摘要】
1.一种制氢制氧系统，包括支撑装置和在所述支撑装置上固定设置的相连接的制氢制氧器和供电装置，所述制氢制氧器包括控制装置以及由控制装置控制的相连接的输入输出装置和电解装置；其特征在于:所述供电装置为太阳能电池板和风力发电机中的一种或者两种，所述制氢制氧器还包括壳体，所述控制装置设置在所述壳体的内部，所述输入输出装置穿过所述壳体设置，所述电解装置设置在所述壳体内；所述输入输出装置和电解装置由上至下依次相连接；所述输入输出装置与所述供电装置和控制装置分别相连接。2.根据权利要求1所述的制氢制氧系统，其特征在于:在所述壳体内还设置有与所述电解装置相连接的光催化装置。3.根据权利要求1所述的制氢制氧系统，其特征在于:在所述壳体内还设置有加热装置。4.根据权利要求1、2或3所述的制氢制氧系统，其特征在于:所述输入输出装置包括穿过所述壳体设置的负极接线端子、正极接线端子、信号接线端子、氧气输出口和氢气输出n ； 在所述电解装置与输入输出装置相对的一端设置有底座，所述底座上焊有三通管，所述三通管上安装有供水电磁阀和泄压排污阀； 所述电解装置包括在所述壳体内设置的阴极管和阳极管，所述阳极管包裹在所述阴极管的外部，所述阴极管与所述底 座相连接，在所述阴极管内部的空腔为氢气腔，所述阳极管与壳体之间的空腔为氧气腔； 所述阴极管包括由上至下依次相连接的阴极导体和电解阴极，所述阳极管包括由上至下依次相连接的阳极导体和电解阳极； 在所述电解阴极和电解阳极之间的空腔为储水腔，在所述电解阴极和电解阳极上均设有多个孔；所述储水腔与所述氢气腔的下部和氧气腔的下部相连通； 所述氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙誉宁，孙王虎，
申请(专利权)人：孙誉宁，孙王虎，
类型：实用新型
国别省市：