本公开涉及一种氢气纯化装置和水电解制氢系统。其中，氢气纯化装置包含第一气水分离器和第二气水分离器，第一气水分离器和/或第二气水分离器包括：容器本体，开设有混合物入口、气体出口以及液体出口；和气液分离区，容纳在容器本体内部，用于将通入容器本体内的混合物分离成液体和气体，其中，气液分离区包括平行间隔设置的多个叶片，相邻的两个叶片之间形成流道，所述气体由所述流道的上游向下游流动，叶片沿着流道的方向上具有连续弯折的多个支段。

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114082248 A (43)申请公布日 2022.02.25 (21)申请号 1.X C25B 1/04 (2021.01) C25B 9/60 (2021.01) (22)申请日 2021.11.05 (71)申请人 无锡隆基氢能科技有限公司 地址 214115 江苏省无锡市新吴区锡梅路 102号办公楼五楼 (72)发明人 张永辉谢陈栋王高发郭鲁宁 (74)专利代理机构 北京英创嘉友知识产权代理 事务所(普通合伙) 11447 代理人 崔莹莹 (51)Int.Cl. B01D 45/14 (2006.01) B01D 45/02 (2006.01) B01D 53/26 (2006.01) B01D 53/24 (2006.01) C01B 3/50 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)发明名称 氢气纯化装置和水电解制氢系统 (57)摘要 本公开涉及一种氢气纯化装置和水电解制 氢系统。其中，氢气纯化装置包含第一气水分离 器和第二气水分离器，第一气水分离器和/或第 二气水分离器包括：容器本体，开设有混合物入 口、气体出口以及液体出口；和气液分离区，容纳 在容器本体内部，用于将通入容器本体内的混合 物分离成液体和气体，其中，气液分离区包括平 行间隔设置的多个叶片，相邻的两个叶片之间形 成流道，所述气体由所述流道的上游向下游流 动，叶片沿着流道的方向上具有连续弯折的多个 支段。 A 8 4 2 2 8 0 4 1 1 N C CN 114082248 A 权利要求书 1/1页 1.一种氢气纯化装置，包括第一气水分离器和第二气水分离器，其特征是，所述第一 气水分离器和/或所述第二气水分离器包括： 容器本体(1)，开设有混合物入口(11)、气体出口(12)以及液体出口(13)；和 气液分离区(2)，容纳在所述容器本体(1)内部，用于将通入所述容器本体(1)内的混合 物分离成液体和气体， 其中，所述气液分离区(2)包括平行间隔设置的多个叶片(21)，相邻的两个所述叶片 (21)之间形成流道，所述混合物由所述流道的上游向下游流动，所述叶片(21)沿着流道的 方向上具有连续弯折的多个支段(22)。 2.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述叶片(21)还包括从所述支段 (22)上向旁侧伸出的悬臂段(23)，所述悬臂段(23)与所述支段(22)之间形成腔体，所述腔 体具有供所述混合物进入的开口。 3.依据权利要求1或2所述的氢气纯化装置，其特征是，所述相邻两个所述支段(22) 之间的夹角α为100°～150°。 4.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述叶片(21)由不锈钢、碳钢、蒙 乃尔合金、镍及镍合金中的一者制成。 5.依据权利要求1所述的氢气纯化装置，其特征是，所述液体出口(13)开设在所述容 器本体(1)的底壁，所述气体出口(12)开设在所述容器本体(1)的顶壁，所述混合物入口 (11)开设在所述容器本体(1)的侧壁的靠近下方的位置。 6.依据权利要求5所述的氢气纯化装置，其特征是，所述气液分离区(2)靠近并设置 在所述气体出口(12)的下方。 7.依据权利要求5所述的氢气纯化装置，其特征是，所述第一气水分离器和所述第二 气水分离器还包括与所述液体出口(13)连通的排液管道。 8.依据权利要求5所述的氢气纯化装置，其特征是，还包括至少一个氢氧气体分离 器，所述第一气水分离器和所述第二气水分离器中一者的所述液体出口(13)与所述氢氧气 体分离器连接。 9.依据权利要求5所述的氢气纯化装置，其特征是，还包括集水器，所述第一气水分 离器和所述第二气水分离器中一者的所述液体出口(13)与所述集水器连接。 10.一种水电解制氢系统，其特征是，包括电解槽和权利要求1‑9中任一项所述的氢 气纯化装置。 2 2 CN 114082248 A 说明书 1/4页 氢气纯化装置和水电解制氢系统 技术领域 [0001] 本公开涉及水电解制氢技术领域，具体地，涉及一种氢气纯化装置和水电解制氢 系统。 背景技术 [0002] 在电解水制氢时产生的氢气由电解槽溢出，携带了部分成雾状的液体与气体一同 进入气体分离洗涤器、气体冷却器及气水分离中进行气液分离，达到初步纯化的目的。 [0003] 在有关技术中，一般会用丝网除沫器对混合物进行分离，但是丝网除沫器难以保 证混合物被彻底分离，会导致水电解制氢系统中的氢气纯化装置出口的气体含湿量增加， 造成操作压降不稳定，最直接的影响是导致出口纯度分析仪预处理板中的硅胶吸水变色， 若没有按时换硅胶，小分子液滴进入纯度分析仪，会损坏分析仪探头。 发明内容 [0004] 本公开的第一个目的是提供一种氢气纯化装置，该氢气纯化装置能够至少部分的 解决现存技术中存在的问题。 [0005] 本公开的第二个目的是提供一种水电解制氢系统，该水电解制氢系统包括本公开 提供的氢气纯化装置。 [0006] 为实现上述目的，本公开提供一种氢气纯化装置，包括第一气水分离器和第二 气水分离器，所述第一气水分离器和/或所述第二气水分离器包括：容器本体，开设有混合 物入口、气体出口以及液体出口；和气液分离区，容纳在所述容器本体内部，用于将通入所 述容器本体内的混合物分离成液体和气体，其中，所述气液分离区包括平行间隔设置的多 个叶片，相邻的两个所述叶片之间形成流道，所述混合物由所述流道的上游向下游流动，所 述叶片沿着流道的方向上具有连续弯折的多个支段。 [0007] 可选地，所述叶片还包括从所述支段上向旁侧伸出的悬臂段，所述悬臂段与所述 支段之间形成腔体，所述腔体具有供所述混合物进入的开口。 [0008] 可选地，所述叶片由不锈钢、碳钢、蒙乃尔合金、镍及镍合金中的一者制成。 [0009] 可选地，所述液体出口开设在所述容器本体的底壁，所述气体出口开设在所述容 器本体的顶壁，所述混合物入口开设在所述容器本体的侧壁的靠近下方的位置。 [0010] 可选地，所述气液分离区靠近并设置在所述气体出口的下方。 [0011] 可选地，所述第一气水分离器和所述第二气水分离器还包括与所述液体出口连通 的排液管道。 [0012] 可选地，所述氢气纯化装置还包括至少一个氢氧气体分离器，所述第一气水分离 器和所述第二气水分离器中一者的所述液体出口与所述氢氧气体分离器连接。 [0013] 可选地，所述氢气纯化装置还包括集水器，所述第一气水分离器和所述第二气水 分离器中一者的所述液体出口与所述集水器连接。 [0014] 本公开的第二个方面，提供一种水电解制氢系统，包括电解槽和以上所述的氢气 3 3 CN 114082248 A 说明书 2/4页 纯化装置。 [0015] 本公开提供的氢气纯化装置，包括多个平行且间隔布置的叶片，相邻的叶片之间 形成可供气体流过的流道，夹带液体的混合物从混合物入口进入容器本体，在混合物由流 道的上游向下游流动的过程中，由于叶片上的多个支段的止挡作用，混合物被强制进行多 次快速的流向转变。在离心力的作用下，混合物中的水蒸气和液体与支段发生多次动能碰 撞而形成小液滴，小液滴附着在叶片表面后通过液滴间的聚结效应形成液膜，附着在叶片 表面的液膜在自身重力、液体表面张力和气体动能的联合作用下在叶片上汇流成股，并在 自身重力作用下顺着叶片流动，最终能够从液体出口流出，分离后的气体继续向着流道的 下游流动，最终能够从气体出口排出。 [0016] 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 [0017] 附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中： [0018] 图1是本公开示例性实施方式提供的氢气纯化装置的结构示意图； [0019] 图2是本公开一示例性实施方式提供的叶片的结构示意图； [0020] 图3是本公开另一示例性实施方式提供的叶片的结构示意图。 [0021] 附图标记说明 [0022] 1    容器本体                11 混合物入口 [0023] 12   气体出口                13 液体出口 [0024] 2    气液分离区             21 叶片 [0025] 22   支段                   23 悬臂段 具体实施方式 [0026] 以下结合附图对本公开的具体实施方式来进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。 [0027] 在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指沿竖直 方向的上、下，参考图1的图面方向，“顶部、底部”通常是指沿竖直方向的上部、下部，参考图 1的图面方向，“上游、下游”是指沿气体的流动方向的上游、下游，“内”、“外”是依据相应零 部件的本身轮廓而言的。第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序 性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相 似的要素。 [0028] 根据本公开的具体实施方式，提供一种氢气纯化装置，包括第一气水分离器和第 二气水分离器，如图1所示，第一气水分离器和第二气水分离器中的一者、或第一气水分离 器和第二气水分离器均可以包括容器本体1和气液分离区2。其中，容器本体1开设有混合物 入口11、气体出口12以及液体出口13；气液分离区2可以容纳在容器本体1内部，以用于将通 入容器本体1内的混合物分离成液体水和气体，分离出的气体和液体水可以分别经过气体 出口12和液体出口13排出至容器本体1的外部。根据本公开提供的一些实施例，参考图1所 示，混合物入口11可以开设在容器本体1的侧壁的靠近下方的位置，以延长混合物的流通路 4 4 CN 114082248 A 说明书 3/4页 径，来保证混合物被充分的分离，液体出口13可以开设在容器本体1的底壁，气体出口12 可以开设在容器本体1的顶壁，以便于分离后的气体和液体水的排出。此外，氢气纯化装置 中可设为有用于引导气体流动的导流件(未示出)，以确保气体和混合物向上流动的稳定 性。 [0029] 参照图2和图3，其中，气液分离区2可以包括平行间隔设置的多个叶片21，相邻的 两个叶片21之间形成流道，进入容器本体1的混合物由流道的上游向下游流动，叶片21可以 用于分离混合物，设置多个叶片21保证混合物能够被充分的分离。具体地，在本公开提供的 实施例中，叶片21可以竖直布置，且叶片21在高度方向上具有连续弯折的多个支段22，混合 物由流道的上游向下游流动的过程中，混合物中的液体在多个支段22的止挡作用下能够附 着在叶片21上，而气体在碰撞到多个支段22后仍然能够继续向流道的下游流动，因此，混合 物在流经流道的过程中能够被分离为气体和液体水。 [0030] 通过上述技术方案，本公开提供的氢气纯化装置包含多个平行且间隔布置的叶片 21，相邻的叶片21之间形成可供混合物流过的流道，夹带液滴的混合物在由流道的上游向 下游流动的过程中，由于叶片21上的多个支段22的止挡作用，混合物被强制进行多次快速 的流向转变。在离心力的作用下，混合物中的水蒸气和液体与叶片21上的支段22发生多次 动能碰撞而形成小液滴，小液滴附着在叶片21表面后通过液滴间的聚结效应形成液膜，附 着在叶片21表面的液膜在自身重力、液体表面张力和气体动能的联合作用下在叶片21上汇 流成股，并在自身重力作用下顺着叶片21向下流动，最终从容器本体1下部的液体出口13流 出，分离后的气体向着流动的下游继续运动，最终从容器本体1顶部的气体出口12排出。本 公开提供的氢气纯化装置提高了对小粒径液体颗粒的分离效果，避免气体出口12的含湿量 增加，造成操作压降不稳定，也有效地避免了纯度分析仪预处理板中的硅胶吸水变色，或由 于没有按时换硅胶，使得小分子液滴进入纯度分析仪导致分析仪探头损坏的风险，节约 了设备正常运行成本、免维护、免更换。 [0031] 需要说明的是，图1所示仅为氢气纯化装置的示意图，气液分离区2的实际设置位 置可以使得将要流出气体出口12的气体或气液混合物首先一定要通过气液分离区2，即确保 流出气体出口12的流体均经过了气液分离作用。 [0032] 参照图2和图3，叶片21还可以包括从支段22上向旁侧伸出的悬臂段23，悬臂段23 与支段22能够围绕成一个腔体，腔体可具有供混合物进入的开口。 [0033] 根据本公开提供的一个实施例，如图2所示，叶片21上的多个支段22可以以Z字形 连续弯折，悬臂段23可以从支段22的中部伸出或设置在相邻两个支段22的连接处，并从所 在支段22上或从所述连接处朝向流道的上游倾斜延伸，即，悬臂段23可以朝向与混合物的 流动方向相反的方向倾斜延伸，以止挡混合物的流动，增加混合物在流动过程中与叶片21 的接触面积，提高气水分离的效率。在该实施例中，悬臂段23从相邻两个支段22的连接处伸 出，相邻两个支段22中靠近上游的一者与悬臂段23之间能形成倒V型的腔体，混合物能够 通过V型结构开口进入到腔体中，并与腔体的侧壁发生多次碰撞，促进液膜的形成，分离出 的液体能够继续向下游流动，倒V型的腔体还可以阻止液滴的前行，避免液滴被气体二次夹 带，腔体的两个侧壁之间的夹角还可以小于90°，以确保液滴汇流后能及时地向下滴落， 保证了混合物的分离效果。 [0034] 根据本公开提供的另一个实施例，如图3所示，叶片21上的多个支段22还可以以几 5 5 CN 114082248 A 说明书 4/4页 字形连续弯折，悬臂段23可以从支段22的中部伸出或设置在相邻两个支段22的连接处。在 该实施例中，悬臂段23从支段22的中部伸出，同一支段22上可以交错设置有两个悬臂段23， 且两个悬臂段23可以分别朝流道的上游和下游延伸，两个悬臂段23分别可以与相近的支段 22围绕形成腔体，腔体具有开口，流经叶片21的混合物能够经开口进入到腔体中，并与腔体 的侧壁发生多次碰撞，促进液膜的形成，分离出的液体能够顺着叶片21朝向液体出口13流 动，分离出的气体能够继续向下游流动，保证了混合物的分离效果。 [0035] 在本公开的具体实施方式中，相邻两个支段22的夹角α可以为100°～150°，优选为 120°，既可避开混合物分离过程中由于两个支段22之间的角度过小而阻挡混合物以及分 离出来的气体继续流动，又能够尽可能的防止由于夹角α过大造成混合物分离不彻底。 [0036] 根据本公开提供的一些实施例，叶片21可以由不锈钢、碳钢、蒙乃尔合金、镍及镍 合金中的一者制成。避免气体在工作条件下与叶片21发生反应，可以有明显效果地地提高叶片21的 常规使用的寿命，保证气液分离区2的稳定性，来保证对混合物的分离效果。 [0037] 第一气水分离器和第二气水分离器还可以包括与液体出口13连通的排液管道，以 对便于混合物分离出的液体进行收集。 [0038] 根据本公开提供的一些实施例，第一气水分离器和第二气水分离器还可以包括与 液体出口13连通的排液管道，以便于对收集的液体进行后续的处理。 [0039] 根据本公开提供的一些实施例，氢气纯化装置还包括至少一个氢氧气体分离器， 第一气水分离器可设为在第二气水分离器的上游，第一气水分离器的液体出口13可以连 通于氢氧气体分离器，以对第一气水分离器排出的水回收到氢氧气体分离器，用于对氢气 或氧气夹带的碱液进行分离洗涤。根据本公开提供的一些实施例，当本公开提供的氢气纯 化装置用于水电解制氢系统中时，第一气水分离器可以为气体冷却器。 [0040] 根据本公开提供的一些实施例，氢气纯化装置还包括集水器，第一气水分离器可 以设置在第二气水分离器的上游，第二气水分离器的液体出口13可以连通于集水器，将气 水分离出的液体经液体出口排出至集水器中，以对收集的液体定期排放。 [0041] 本公开的第二个方面，提供一种水电解制氢系统，包括电解槽和根据以上所述的 氢气纯化装置。该水电解制氢系统具有本公开提供的氢气纯化装置的所有有益效果，这里 不再赘述。 [0042] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。 [0043] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，能够最终靠任何合适的方式来进行组合，为了尽最大可能避免不必要的重复，本公开对各种可 能的组合方式不再另行说明。 [0044] 此外，本公开的各种不同的实施方式之间也能够直接进行任意组合，只要其不违背本 公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。 6 6 CN 114082248 A 说明书附图 1/3页 图1 7 7 CN 114082248 A 说明书附图 2/3页 图2 8 8 CN 114082248 A 说明书附图 3/3页 图3 9 9

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问加。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  三角函数的概念 （知识建构迁移）高一数学 课件(人教A版2019必修第一册).pptx

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者