本实用新型公开了一种电解水制氢装置。该电解水制氢装置包含：电解槽、氢侧气液分离器、氧侧气液分离器、第一循环管、第二循环管和平衡管；所述电解槽设置有氢气液出口、氧气液出口、阳极电解液入口、阴极电解液入口和至少一组电解反应器；所述氢侧气液分离器设置有氢气液入口和氢侧电解液出口；所述氧侧气液分离器设置有氧气液入口和氧侧电解液出口；所述第一循环管的两头分别与氢侧电解液出口和阳极电解液入口相连，所述第二循环管的两头分别与氧侧电解液出口和阴极电解液入口相连，所述平衡管的一端与所述第一循环管相连，所述平衡管的
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 214032711 U (45)授权公告日 2021.08.24 (21)申请号 6.8 (22)申请日 2021.05.25 (73)专利权人 北京水木汇德科技发展中心（有 限合伙） 地址 102628 北京市大兴区经济开发区科 苑路9号1幢四层030室 (72)发明人 查志伟曹维峰仇苓艳 (74)专利代理机构 北京悦成知识产权代理事务 所(普通合伙) 11527 代理人 樊耀峰 (51)Int.Cl. C25B 1/04 (2021.01) C25B 9/00 (2021.01) C25B 9/60 (2021.01) 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 (54)实用新型名称 电解水制氢装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种电解水制氢装置。该 电解水制氢装置包含：电解槽、氢侧气液分离器、 氧侧气液分离器、第一循环管、第二循环管和平 衡管；所述电解槽设置有氢气液出口、氧气液出 口、阳极电解液入口、阴极电解液入口和至少一 组电解反应器；所述氢侧气液分离器设置有氢气 液入口和氢侧电解液出口；所述氧侧气液分离器 设置有氧气液入口和氧侧电解液出口；所述第一 循环管的两头分别与氢侧电解液出口和阳极电 解液入口相连，所述第二循环管的两头分别与氧 侧电解液出口和阴极电解液入口相连，所述平衡 管的一端与所述第一循环管相连，所述平衡管的 U 另一端与所述第二循环管相连。该电解水制氢装 1 置能够使阴极室和阳极室内的电解液浓度平衡。 1 7 2 3 0 4 1 2 N C CN 214032711 U 权利要求书 1/2页 1.一种电解水制氢装置，其特征是，包括：电解槽、氢侧气液分离器、氧侧气液分离 器、第一循环管、第二循环管和平衡管； 所述电解槽设置有氢气液出口、氧气液出口、阳极电解液入口、阴极电解液入口和至少 一组电解反应器；所述电解反应器设置有阴极室和阳极室，其设置为将氢侧电解液电解形 成含有氢气的气液混合物，并将氧侧电解液电解形成含有氧气的气液混合物；所述氧气液 出口与所述阳极室相连，其设置为将含有氧气的气液混合物排出电解槽；所述氢气液出口 与所述阴极室相连，其设置为将含有氢气的气液混合物排出电解槽；所述阳极电解液入口 与所述阳极室相连，其设置为向所述阳极室供给氢侧电解液；所述阴极电解液入口与所述 阴极室相连，其设置为向所述阴极室供给氧侧电解液； 所述氢侧气液分离器设置有氢气液入口和氢侧电解液出口，所述氢气液入口与所述电 解槽的氢气液出口相连，所述氢侧气液分离器设置为将含有氢气的气液混合物分离，形成 氢侧混合液和待纯化氢气，并使氢侧混合液形成氢侧电解液； 所述氧侧气液分离器设置有氧气液入口和氧侧电解液出口，所述氧气液入口与所述电 解槽的氧气液出口相连，所述氧侧气液分离器设置为将含有氧气的气液混合物分离，形成 氧侧混合液和待纯化氧气，并使氧侧混合液形成氧侧电解液； 所述第一循环管的两头分别与氢侧电解液出口和阳极电解液入口相连，其设置为将氢 侧电解液输送至阳极电解液入口； 所述第二循环管的两头分别与氧侧电解液出口和阴极电解液入口相连，其设置为将氧 侧电解液输送至阴极电解液入口； 所述平衡管的一端与所述第一循环管相连，所述平衡管的另一端与所述第二循环管相 连，所述平衡管用于平衡所述氢侧气液分离器和所述氧侧气液分离器的液位。 2.依据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征是，所述平衡管设置在所述第一循 环管靠近所述氢侧气液分离器的一端和所述第二循环管靠近所述氧侧气液分离器的一端， 所述平衡管与所述氢侧气液分离器和所述氧侧气液分离器相平行。 3.依据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征是，所述第一循环管上设置有第一 进料泵，所述第一进料泵设置为控制氢侧电解液输送至电解槽的量，从而控制氢侧气液分 离器的液位；所述第二循环管上设置有第二进料泵，所述第二进料泵用于控制氧侧电解液 输送至电解槽的量，从而控制氧侧气液分离器的液位。 4.依据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解水制氢装置还包括氢 侧洗涤器和氧侧洗涤器； 所述氢侧气液分离器还设置有待纯化氢气出口和氢侧洗涤液入口，所述氧侧气液分离 器还设置有待纯化氧气出口和氧侧洗涤液入口； 所述氢侧洗涤器设置有待纯化氢气入口、氢气出口和氢侧洗涤液出口；所述待纯化氢 气入口与所述氢侧气液分离器的待纯化氢气出口相连，所述氢侧洗涤液出口与所述氢侧气 液分离器的氢侧洗涤液入口相连；所述氢侧洗涤器设置为洗涤待纯化氢气，形成氢气和氢 侧洗涤液； 所述氧侧洗涤器设置有待纯化氧气入口、氧气出口和氧侧洗涤液出口；所述待纯化氧 气入口与所述氧侧气液分离器的待纯化氧气出口相连，所述氧侧洗涤液出口与所述氧侧气 液分离器的氧侧洗涤液入口相连；所述氧侧洗涤器设置为洗涤待纯化氧气，形成氧气和氧 2 2 CN 214032711 U 权利要求书 2/2页 侧洗涤液。 5.依据权利要求4所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解水制氢装置还包括除 盐水箱和供水泵； 所述除盐水箱通过所述供水泵分别与所述氢侧洗涤器和所述氧侧洗涤器相连；所述除 盐水箱设置为向所述氢侧洗涤器和所述氧侧洗涤器供给除盐水；所述供水泵设置为控制除 盐水的供给量，从而控制氢侧气液分离器和氧侧气液分离器的液位。 6.依据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解反应器包括阳离子交 换膜、阴极板和阳极板； 所述阴极板和所述阳极板平行且相对设置，所述阳离子交换膜设置在所述阴极板和所 述阳极板之间；所述阴极板和阳离子交换膜之间形成阴极室，所述阳极板和阳离子交换膜 之间形成阳极室。 7.依据权利要求6所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解反应器还包括阳极金 属网和阴极金属网； 所述阳极金属网设置在所述阳极板和所述阳离子交换膜之间，且与所述阳离子交换膜 和所述阳极板相接触； 所述阴极金属网设置在所述阴极板和所述阳离子交换膜之间，且与所述阳离子交换膜 和所述阴极板相接触。 8.依据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解槽还包括端压板、中 间极框、端极框和多组电解反应器； 所述端压板设置在所述电解槽的两端，所述中间极框设置在相邻的两组电解反应器之 间，所述端极框设置在两端的电解反应器和端压板之间。 9.依据权利要求8所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解槽设置有氧极框和氢 极框； 所述氧极框设置在所述阳极室的上下两端，所述氢极框设置在所述阴极室的上下两 端。 10.根据权利要求8所述的电解水制氢装置，其特征是，所述电解槽还设置有绝缘板， 所述绝缘板设置在所述端压板和所述端极框之间。 3 3 CN 214032711 U 说明书 1/8页 电解水制氢装置 技术领域 [0001] 本实用新型涉及一种电解水制氢装置。 背景技术 [0002] 氢能源是公认的清洁能源，其具有密度轻、导热性好、燃烧性能好等优点。氢能源 是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以 直接开采。常用的工业制氢方法主要有天然气蒸汽重整制氢、甲醇蒸汽转化制氢、电解水制 氢、烃类氧化重整制氢。其中，电解水制氢工艺成熟度较高，所制得的氢气纯度高。现有电解 水制氢的设备主要存在两种：分立式和混合式。分立式电解水制氢设备经常使用会使电解 槽中阳极电解液浓度慢慢的升高，阴极电解液浓度越来越低，导致水电解催化效率降低。混合 式电解水制氢设备虽然能够将高浓度电解液转移至低浓度区域，但没办法保证分配均匀，不 利于物料平衡，也没有办法解决催化效率的问题。 [0003] CN213013112U公开了一种大型碱性电解水制氢装置的综合热管理系统。该综合热 管理系统包括电解槽、氢气侧气液分离器、氧气侧气液分离器、碱液过滤器、碱液循环泵。电 解槽分别与氢气侧气液分离器和氧气侧气液分离器相连。氢气侧气液分离器和氧气侧气液 分离器的碱液输出端通过碱液过滤器混合，并通过碱液循环泵返回至电解槽。该装置无法 解决阳极室和阴极室中电解液浓度平衡的问题。 [0004] CN211530761U公开了一种弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统。该系统包括电解 槽、氢分离器、氧分离器和碱液循环泵。电解槽分别与氢分离器和氧分离器相连。氢分离器 和氧分离器分离得到的碱液混合通过碱液循环泵返回至电解槽。该装置没有办法解决阳极室和 阴极室中电解液浓度平衡的问题。 实用新型内容 [0005] 有鉴于此，本实用新型提供了一种电解水制氢装置，该装置能够使阴极室和阳极 室内的电解液浓度平衡。 [0006] 本实用新型提供了一种电解水制氢装置，包括：电解槽、氢侧气液分离器、氧侧气 液分离器、第一循环管、第二循环管和平衡管； [0007] 所述电解槽设置有氢气液出口、氧气液出口、阳极电解液入口、阴极电解液入口和 至少一组电解反应器；所述电解反应器设置有阴极室和阳极室，其设置为将氢侧电解液电 解形成含有氢气的气液混合物，并将氧侧电解液电解形成含有氧气的气液混合物；所述氧 气液出口与所述阳极室相连，其设置为将含有氧气的气液混合物排出电解槽；所述氢气液 出口与所述阴极室相连，其设置为将含有氢气的气液混合物排出电解槽；所述阳极电解液 入口与所述阳极室相连，其设置为向所述阳极室供给氢侧电解液；所述阴极电解液入口与 所述阴极室相连，其设置为向所述阴极室供给氧侧电解液； [0008] 所述氢侧气液分离器设置有氢气液入口和氢侧电解液出口，所述氢气液入口与所 述电解槽的氢气液出口相连，所述氢侧气液分离器设置为将含有氢气的气液混合物分离， 4 4 CN 214032711 U 说明书 2/8页 形成氢侧混合液和待纯化氢气，并使氢侧混合液形成氢侧电解液； [0009] 所述氧侧气液分离器设置有氧气液入口和氧侧电解液出口，所述氧气液入口与所 述电解槽的氧气液出口相连，所述氧侧气液分离器设置为将含有氧气的气液混合物分离， 形成氧侧混合液和待纯化氧气，并使氧侧混合液形成氧侧电解液； [0010] 所述第一循环管的两头分别与氢侧电解液出口和阳极电解液入口相连，其设置为 将氢侧电解液输送至阳极电解液入口； [0011] 所述第二循环管的两头分别与氧侧电解液出口和阴极电解液入口相连，其设置为 将氧侧电解液输送至阴极电解液入口； [0012] 所述平衡管的一端与所述第一循环管相连，所述平衡管的另一端与所述第二循环 管相连，所述平衡管用于平衡所述氢侧气液分离器和所述氧侧气液分离器的液位。 [0013] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述平衡管设置在所述第一循环管 靠近所述氢侧气液分离器的一端和所述第二循环管靠近所述氧侧气液分离器的一端，所述 平衡管与所述氢侧气液分离器和所述氧侧气液分离器相平行。 [0014] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述第一循环管上设置有第一进料 泵，所述第一进料泵设置为控制氢侧电解液输送至电解槽的量，从而控制氢侧气液分离器 的液位；所述第二循环管上设置有第二进料泵，所述第二进料泵用于控制氧侧电解液输送 至电解槽的量，从而控制氧侧气液分离器的液位。 [0015] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解水制氢装置还包括氢侧洗 涤器和氧侧洗涤器； [0016] 所述氢侧气液分离器还设置有待纯化氢气出口和氢侧洗涤液入口，所述氧侧气液 分离器还设置有待纯化氧气出口和氧侧洗涤液入口； [0017] 所述氢侧洗涤器设置有待纯化氢气入口、氢气出口和氢侧洗涤液出口；所述待纯 化氢气入口与所述氢侧气液分离器的待纯化氢气出口相连，所述氢侧洗涤液出口与所述氢 侧气液分离器的氢侧洗涤液入口相连；所述氢侧洗涤器设置为洗涤待纯化氢气，形成氢气 和氢侧洗涤液； [0018] 所述氧侧洗涤器设置有待纯化氧气入口、氧气出口和氧侧洗涤液出口；所述待纯 化氧气入口与所述氧侧气液分离器的待纯化氧气出口相连，所述氧侧洗涤液出口与所述氧 侧气液分离器的氧侧洗涤液入口相连；所述氧侧洗涤器设置为洗涤待纯化氧气，形成氧气 和氧侧洗涤液。 [0019] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解水制氢装置还包括除盐水 箱和供水泵； [0020] 所述除盐水箱通过所述供水泵分别与所述氢侧洗涤器和所述氧侧洗涤器相连；所 述除盐水箱设置为向所述氢侧洗涤器和所述氧侧洗涤器供给除盐水；所述供水泵设置为控 制除盐水的供给量，从而控制氢侧气液分离器和氧侧气液分离器的液位。 [0021] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解反应器包括阳离子交换膜、 阴极板和阳极板； [0022] 所述阴极板和所述阳极板平行且相对设置，所述阳离子交换膜设置在所述阴极板 和所述阳极板之间；所述阴极板和阳离子交换膜之间形成阴极室，所述阳极板和阳离子交 换膜之间形成阳极室。 5 5 CN 214032711 U 说明书 3/8页 [0023] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解反应器还包括阳极金属网 和阴极金属网； [0024] 所述阳极金属网设置在所述阳极板和所述阳离子交换膜之间，且与所述阳离子交 换膜和所述阳极板相接触； [0025] 所述阴极金属网设置在所述阴极板和所述阳离子交换膜之间，且与所述阳离子交 换膜和所述阴极板相接触。 [0026] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解槽还包括端压板、中间极 框、端极框和多组电解反应器； [0027] 所述端压板设置在所述电解槽的两端，所述中间极框设置在相邻的两组电解反应 器之间，所述端极框设置在两端的电解反应器和端压板之间。 [0028] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解槽设置有氧极框和氢极框； [0029] 所述氧极框设置在所述阳极室的上下两端，所述氢极框设置在所述阴极室的上下 两端。 [0030] 根据本实用新型的电解水制氢装置，优选地，所述电解槽还设置有绝缘板，所述绝 缘板设置在所述端压板和所述端极框之间。 [0031] 本实用新型的电解水制氢装置设置有第一循环管和第二循环管，其能够使阴极室 中的电解液和阳极室中的电解液交叉循环；平衡管能够控制氢侧气液分离器和氧侧气液分 离器的液位，使氢侧气液分离器和氧侧气液分离器的液位平衡。这样促进了阴极室和阳极 室内的电解液浓度平衡，提高了催化效率。 附图说明 [0032] 图1为本实用新型的一种电解水制氢装置的结构示意图。 [0033] 图2为本实用新型的一种电解水制氢装置的电解槽的结构示意图。 [0034] 图3为图2所示的电解槽的电解反应器的局部放大图。 [0035] 附图标记说明如下： [0036] 1‑电解槽；111‑第一端压板；112‑第二端压板；12‑电解反应器；121‑阴极板；122‑ 阴极金属网；123‑阳离子交换膜；124‑阳极金属网；125‑阳极板；13‑中间极框；14‑端极框； 15‑氧极框；16‑氢极框；17‑绝缘板；18‑第一气液通道；19‑第三气液通道；20‑氢气液出口； 21‑氢侧气液分离器；22‑氧侧气液分离器；31‑第一循环管；32‑第二循环管；4‑平衡管；51‑ 第一进料泵；52‑第二进料泵；61‑氢侧洗涤器；62‑氧侧洗涤器；7‑除盐水箱；8‑供水泵。 具体实施方式 [0037] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并 不限于此。 [0038] 本实用新型的电解水制氢装置包含电解槽、氢侧气液分离器、氧侧气液分离器、第 一循环管、第二循环管和平衡管。在某些实施方式中，电解水制氢装置还包括氢侧洗涤器、 氧侧洗涤器、除盐水箱和供水泵中的一个或多个。 [0039] 电解槽 [0040] 本实用新型的电解槽包括氢气液出口、氧气液出口、阳极电解液入口、阴极电解液 6 6 CN 214032711 U 说明书 4/8页 入口和至少一组电解反应器。在某些实施方式中，本实用新型的电解槽还可以包括端压板、 绝缘板、端极框、中间极框、氧极框、氢极框和气液通道中的一个或多个。 [0041] 本实用新型的电解反应器设置有阴极室和阳极室，其设置为将电解液形成含有氢 气的气液混合物和含有氧气的气液混合物。电解液可以为含有碱金属氢氧化物的水溶液。 例如，可以为氢氧化钠的水溶液或氢氧化钾的水溶液。在某些实施方式中，电解反应器包括 阴极板、阳离子交换膜和阳极板。阳极板和阴极板相对且平行设置。阳离子交换膜设置在阳 极板和阴极板之间。阳离子交换膜分别与阳极板和阴极板相平行。阴极板和阳离子交换膜 之间形成阴极室。阳极板和阳离子交换膜之间形成阳极室。阳离子交换膜的种类不做限制， 优选为全氟磺酸阳离子交换膜。这样更大限度地避免氢气和氧气交叉发生爆炸安全事故。 优选地，电解反应器还包括阳极金属网和阴极金属网。阳极金属网设置在阳极板和阳离子 交换膜之间。阳极金属网的两头分别与阳极板和阳离子交换膜相抵接。阴极金属网设置在 阴极板和阳离子交换膜之间。阴极金属网的两头分别与阴极板和阳离子交换膜相抵接。这 样形成零极距电解槽，降低了电解槽的电阻，达到节能降耗的效果。 [0042] 氢气液出口，其用于将含有氢气的气液混合物排出电解槽。氢气液出口与阴极室 相连。根据本发明的一个实施方式，氢气液出口通过第二气液通道与阴极室相连。氢气液出 口可设为在电解槽的顶部。 [0043] 氧气液出口，其用于将含有氧气的气液混合物排出电解槽。氧气液出口与阳极室 相连。根据本发明的一个实施方式，氧气液出口通过第一气液通道与阳极室相连。氧气液出 口可设为在电解槽的顶部。 [0044] 阳极电解液入口，其用于将氢侧气液分离器中形成的氢侧电解液输送至阳极室。 阳极电解液入口与阳极室相连。根据本发明的一个实施方式，阳极电解液入口通过第三气 液通道与阳极室相连。阳极电解液入口可设为在电解槽的下部。 [0045] 阴极电解液入口，其用于将氧侧气液分离器中形成的氧侧电解液输送至阴极室。 阴极电解液入口与阴极室相连。根据本发明的一个实施方式，阴极电解液入口通过第四气 液通道与阴极室相连。阴极电解液入口可设为在电解槽的下部。 [0046] 在某些实施方式中，电解反应器设置为至少两组。例如，电解反应器可设为为三 组、四组、五组、六组等。中间极框设置在相邻的两组电解反应器之间。氧极框设置在阳极室 的上下两端。氢极框设置在阴极室的上下两端。端压板设置为两组，其分别设置在电解槽的 两端。端极框设置在端部的电解反应器和端压板之间。绝缘板设置在端极框和端压板之间。 [0047] 两组端压板可以分别为第一端压板和第二端压板。第一端压板和第二端压板可以 相对应地设置有螺孔。第一端压板和第二端压板之间通过螺栓紧固。根据本发明的一个实 施方式，拉紧螺栓贯穿第一端压板和第二端压板之间，并从第一端压板和第二端压板上的 螺孔伸出。通过螺母和蝶形弹簧将拉紧螺栓与第一端压板和第二端压板固定。 [0048] 气液通道可设为四组，分别为第一气液通道、第二气液通道、第三气液通道和第 四气液通道。第一气液通道与各电解反应器的阳极室相连，并与氧气液出口相连。第一气液 通道设置为将多个电解反应器中产生的含有氧气的气液混合物汇合，并从氧气液出口排出 电解槽。第二气液通道与各电解反应器的阴极室相连，并与氢气液出口相连。第二气液通道 设置为将多个电解反应器中产生的含有氢气的气液混合物汇合，并从氢气液出口排出电解 槽。第三气液通道与各电解反应器的阳极室相连，并与阳极电解液入口相连。第三气液通道 7 7 CN 214032711 U 说明书 5/8页 设置为将氢侧电解液输送至各电解反应器的阳极室。第四气液通道与各电解反应器的阴极 室相连，并与阴极电解液入口相连。第四气液通道设置为将氧侧电解液输送至各电解反应 器的阴极室。 [0049] 氢侧气液分离器 [0050] 氢侧气液分离器设置为将含有氢气的气液混合物分离，形成氢侧混合液和待纯化 氢气，并使氢侧混合液形成氢侧电解液。氢侧气液分离器设置有氢气液入口和氢侧电解液 出口。氢气液入口与电解槽的氢气液出口相连。含有氢气的气液混合物经氢气液入口进入 氢侧气液分离器，形成氢侧混合液和待纯化氢气。氢侧电解液出口与电解槽的阳极电解液 入口相连。氢侧混合液与来自氢侧洗涤器的氢侧洗涤液混合，形成氢侧电解液。氢侧电解液 通过氢侧电解液出口排出氢侧气液分离器。 [0051] 氢侧气液分离器还可设为有待纯化氢气出口和氢侧洗涤液入口。待纯化氢气出 口用于将待纯化氢气排出氢侧气液分离器。待纯化氢气出口可以与氢侧洗涤器的待纯化氢 气入口相连。根据本发明的一个实施方式，待纯化氢气出口设置在氢侧气液分离器的顶部。 氢侧洗涤液入口用于接收来自氢侧洗涤器的氢侧洗涤液。氢侧混合液与氢侧洗涤液混合， 形成氢侧电解液。氢侧洗涤液入口可以与氢侧洗涤器的氢侧洗涤液出口相连。 [0052] 氧侧气液分离器 [0053] 氧侧气液分离器设置为将含有氧气的气液混合物分离，形成氧侧混合液和待纯化 氧气，并使氧侧混合液形成氧侧电解液。氧侧气液分离器设置有氧气液入口和氧侧电解液 出口。氧气液入口与电解槽的氧气液出口相连。含有氧气的气液混合物经氧气液入口进入 氧侧气液分离器，形成氧侧混合液和待纯化氧气。氧侧电解液出口与电解槽的阴极电解液 入口相连。氧侧混合液与来自氧侧洗涤器的氧侧洗涤液混合，形成氧侧电解液。氧侧电解液 通过氧侧电解液出口排出氧侧气液分离器。 [0054] 氧侧气液分离器还可设为有待纯化氧气出口和氧侧洗涤液入口。待纯化氧气出 口用于将待纯化氧气排出氧侧气液分离器。待纯化氧气出口可以与氧侧洗涤器的待纯化氧 气入口相连。根据本发明的一个实施方式，待纯化氧气出口设置在氧侧气液分离器的顶部。 氧侧洗涤液入口用于接收来自氧侧洗涤器的氧侧洗涤液。氧侧混合液与氧侧洗涤液混合， 形成氧侧电解液。氧侧洗涤液入口可以与氧侧洗涤器的氧侧洗涤液出口相连。 [0055] 第一循环管 [0056] 第一循环管的两头分别与氢侧电解液出口和阳极电解液入口相连，其用于将氢侧 电解液输送至阳极电解液入口。在某些实施方式中，第一循环管上设置有第一进料泵。第一 进料泵用于控制氢侧电解液输送至电解槽的量，从而控制氢侧气液分离器的液位。 [0057] 第二循环管 [0058] 第二循环管的两头分别与氧侧电解液出口和阴极电解液入口相连，其用于将氧侧 电解液输送至阴极电解液入口。在某些实施方式中，第二循环管上设置有第二进料泵。第二 进料泵用于控制氧侧电解液输送至电解槽的量，从而控制氧侧气液分离器的液位。 [0059] 平衡管 [0060] 平衡管的一端与第一循环管相连，平衡管的另一端与第二循环管相连。平衡管用 于平衡氢侧气液分离器和氧侧气液分离器的液位。在某些实施方式中，平衡管设置在第一 循环管靠近氢侧气液分离器的一端和第二循环管靠近氧侧气液分离器的一端。平衡管与氢 8 8 CN 214032711 U 说明书 6/8页 侧气液分离器和氧侧气液分离器相平行。 [0061] 氢侧洗涤器 [0062] 氢侧洗涤器设置为洗涤待纯化氢气，形成氢气和氢侧洗涤液。氢侧洗涤器设置有 待纯化氢气入口、氢气出口和氢侧洗涤液出口。待纯化氢气入口与氢侧气液分离器的待纯 化氢气出口相连。待纯化氢气经氢侧洗涤器形成氢气和氢侧洗涤液。氢气出口设置为将氢 气排出氢侧洗涤器。氢侧洗涤液出口设置为将氢侧洗涤液排出氢侧洗涤器。在某些实施方 式中，氢侧洗涤液出口与氢侧气液分离器的氢侧洗涤液入口相连。氢侧洗涤液经氢侧洗涤 液出口进入氢侧气液分离器，与氢侧混合液形成氢侧电解液。 [0063] 氢侧洗涤器还可设为有除盐水入口。除盐水入口设置为向氢侧洗涤器供给除盐 水。除盐水用于洗涤待纯化氢气。 [0064] 氧侧洗涤器 [0065] 氧侧洗涤器设置为洗涤待纯化氧气，形成氧气和氧侧洗涤液。氧侧洗涤器设置有 待纯化氧气入口、氧气出口和氧侧洗涤液出口。待纯化氧气入口与氧侧气液分离器的待纯 化氧气出口相连。待纯化氧气经氧侧洗涤器形成氧气和氧侧洗涤液。氧气出口设置为将氧 气排出氧侧洗涤器。氧侧洗涤液出口设置为将氧侧洗涤液排出氧侧洗涤器。在某些实施方 式中，氧侧洗涤液出口与氧侧气液分离器的氧侧洗涤液入口相连。氧侧洗涤液经氢侧洗涤 液出口进入氧侧气液分离器，与氧侧混合液形成氧侧电解液。 [0066] 氧侧洗涤器还可设为有除盐水入口。除盐水入口设置为向氧侧洗涤器供给除盐 水。除盐水用于洗涤待纯化氧气。 [0067] 除盐水箱和供水泵 [0068] 除盐水箱分别与氢侧洗涤器和氧侧洗涤器相连，其设置为向氢侧洗涤器和氧侧洗 涤器供给除盐水。在某些实施方式中，除盐水箱与氢侧洗涤器和氧侧洗涤器连接的管路上 设置有供水泵，供水泵其用于控制除盐水的注入量，从而控制氢侧气液分离器和氧侧气液 分离器的液位。 [0069] 实施例1 [0070] 图1为本实用新型的一种电解水制氢装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的 电解水制氢装置包含电解槽1、氢侧气液分离器21、氧侧气液分离器22、第一循环管31、第二 循环管32、平衡管4、第一进料泵51、第二进料泵52、氢侧洗涤器61、氧侧洗涤器62、除盐水箱 7和供水泵8。 [0071] 电解槽1包括电解反应器12、氢气液出口(未图示)、氧气液出口(未图示)。电解反 应器12包括阴极板121、阴极金属网122、阳离子交换膜123、阳极金属网124和阳极板125。阴 极板121和阳极板125平行且相对设置。阳离子交换膜123设置在阴极板121和阳极板125之 间且分别与阴极板121和阳极板125相平行。阴极板121和阳离子交换膜123之间形成阴极 室。阳极板125和阳离子交换膜123之间形成阳极室。阴极金属网122设置在阴极板121和阳 离子交换膜123之间，且与阴极板121和阳离子交换膜123相接触。阳极金属网124设置在阳 极板125和阳离子交换膜123之间，且与阳极板125和阳离子交换膜123相接触。电解反应器 12将电解液电解，并在阳极室产生含有氧气的气液混合物，在阴极室产生含有氢气的气液 混合物。氢气液出口(未图示)与阴极室相连，其用于将含有氢气的气液混合物排出电解槽 1。氧气液出口(未图示)与阳极室相连，其用于将含有氧气的气液混合物排出电解槽1。 9 9 CN 214032711 U 说明书 7/8页 [0072] 氢侧气液分离器21设置有氢气液入口，氢气液入口与电解槽1的氢气液出口相连。 氢侧气液分离器21将含有氢气的气液混合物分离，形成氢侧混合液和待纯化氢气。 [0073] 氧侧气液分离器22设置有氧气液入口，氧气液入口与电解槽1的氧气液出口相连。 氧侧气液分离器22将含有氧气的气液混合物分离，形成氧侧混合液和待纯化氧气。 [0074] 氢侧洗涤器61用于洗涤待纯化氢气，形成氢气和氢侧洗涤液。氢侧洗涤器9设置有 待纯化氢气入口、氢气出口和氢侧洗涤液出口。氢侧气液分离器21还设置有待纯化氢气出 口和氢侧洗涤液入口。待纯化氢气入口与待纯化氢气出口相连。氢侧洗涤液出口与氢侧洗 涤液入口相连。氢侧洗涤液输送至氢侧气液分离器21中，与氢侧气液分离器21中的氢侧混 合液混合，形成氢侧电解液。 [0075] 氧侧洗涤器62用于洗涤待纯化氧气，形成氧气和氧侧洗涤液。氧侧洗涤器62设置 有待纯化氧气入口、氧气出口和氧侧洗涤液出口。氧侧气液分离器22还设置有待纯化氧气 出口和氧侧洗涤液入口。待纯化氧气入口与待纯化氧气出口相连。氧侧洗涤液出口与氧侧 洗涤液入口相连。氧侧洗涤液输送至氧侧气液分离器22中，与氧侧气液分离器22中的氧侧 混合液混合，形成氧侧电解液。 [0076] 除盐水箱7通过供水泵8分别与氢侧洗涤器61和氧侧洗涤器62相连。除盐水箱7向 氢侧洗涤器61和氧侧洗涤器62供给除盐水。供水泵8控制除盐水的供给量，从而控制氢侧气 液分离器21和氧侧气液分离器22的液位。 [0077] 氢侧气液分离器21还设置有氢侧电解液出口。电解槽1还设置有阳极电解液入口。 阳极电解液入口与阳极室相连。第一循环管31的一端与氢侧电解液出口相连，第一循环管 31的另一端与阳极电解液入口相连。第一循环管31将氢侧气液分离器21中的氢侧电解液输 送至阳极电解液入口。 [0078] 第一进料泵51设置在第一循环管31上，其控制氢侧电解液输送至阳极电解液入口 的量，从而控制氢侧气液分离器21的液位。 [0079] 氧侧气液分离器22还设置有氧侧电解液出口。电解槽1还设置有阴极电解液入口。 阴极电解液入口与阴极室相连。第二循环管32的一端与氧侧电解液出口相连，第二循环管 32的另一端与阴极电解液出口相连。第二循环管32将氧侧气液分离器22中的氧侧电解液输 送至阴极电解液入口。 [0080] 第二进料泵52设置在第二循环管32上，其控制氧侧电解液输送至阴极电解液入口 的量，从而控制氧侧气液分离器22的液位。 [0081] 平衡管4的一端与第一循环管31靠近氢侧气液分离器21的一端相连，平衡管4的另 一端与第二循环管32靠近氧侧气液分离器22的一端相连。平衡管4分别与氢侧气液分离器 21和氧侧气液分离器22相平行。平衡管4平衡氢侧气液分离器21和氧侧气液分离器22的液 位。 [0082] 实施例2 [0083] 除电解槽1的结构如图2所示外，其与同实施例1： [0084] 图2为本实用新型的一种电解水制氢装置的电解槽的结构示意图。本实施例的电 解槽1包括端压板、多个电解反应器12、中间极框13、端极框14、氧极框15、氢极框16、绝缘板 17、第一气液通道18、第二气液通道(未图示)、第三气液通道19、第四气液通道(未图示)、氢 气液出口20、氧气液出口(未图示)、阳极电解液入口(未图示)和阴极电解液入口(未图示)。 10 10 CN 214032711 U 说明书 8/8页 [0085] 图3为图2所示的电解反应器12的局部放大图。如图3所示，电解反应器12包括阴极 板121、阴极金属网122、阳离子交换膜123、阳极金属网124和阳极板125。阴极板121和阳极 板125平行且相对设置。阳离子交换膜123设置在阴极板121和阳极板125之间且分别与阴极 板121和阳极板125相平行。阴极板121和阳离子交换膜123之间形成阴极室。阳极板125和阳 离子交换膜123之间形成阳极室。阴极金属网122设置在阴极板121和阳离子交换膜123之 间，且与阴极板121和阳离子交换膜123相接触。阳极金属网123设置在阳极板125和阳离子 交换膜123之间，且与阳极板125和阳离子交换膜123相接触。电解反应器12将电解液电解， 并在阳极室产生含有氧气的气液混合物，在阴极室产生含有氢气的气液混合物。 [0086] 中间极框13设置在相邻的两个电解反应器12之间。阳极室的上下两端分别设置有 氧极框15。阴极室的上下两端分别设置有氢极框16。 [0087] 端压板设置为两个，分别为第一端压板111和第二端压板112，其分别设置在电解 槽1的两端。端压板和设置在端部的电解反应器12之间设置有绝缘板17和端极框14。绝缘板 17的一侧与端极框14的一侧相接触。绝缘板17的另一侧与端压板11相接触。端极框10的另 一侧与电解反应器12相接触。 [0088] 第一端压111和第二端压板112相对应地设置有螺孔。拉紧螺栓贯穿第一端压板 111和第二端压板112之间，并从第一端压板111和第二端压板112上的螺孔伸出。通过螺母 和蝶形弹簧将拉紧螺栓与第一端压板111和第二端压板112固定。 [0089] 氢气液出口20设置在电解槽1的上部，其将电解槽1产生的含有氢气的气液混合物 排出电解槽。氧气液出口(未图示)设置在电解槽1的上部，其将电解槽产生的含有氧气的气 液混合物排出电解槽。 [0090] 第一气液通道18与各电解反应器12的阳极室相连，并与氧气液出口相连。各电解 反应器12中产生的含有氧气的气液混合物经第一气液通道18汇合，并从氧气液出口排出电 解槽。 [0091] 第二气液通道(未图示)与各电解反应器12的阴极室相连，并与氢气液出口20相 连。各电解反应器12中产生的含有氢气的气液混合物经第二气液通道(未图示)汇合，并从 氢气液出口20排出电解槽。 [0092] 阳极电解液入口(未图示)设置在电解槽1的下部，其将氢侧电解液输送至电解槽 1。阴极电解液入口(未图示)设置在电解槽1的下部，其将氧侧电解液输送至电解槽1。 [0093] 第三气液通道19与各电解反应器12的阳极室相连，并与阳极电解液入口(未图示) 相连。第三气液通道19将氢侧电解液输送至各电解反应器12的阳极室。 [0094] 第四气液通道(未图示)与各电解反应器12的阴极室相连，并与阴极电解液入口 (未图示)相连。第四气液通道(未图示)将氧侧电解液输送至各电解反应器12的阴极室。 [0095] 本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下， 本领域技术人能想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。 11 11 CN 214032711 U 说明书附图 1/2页 图1 图2 12 12 CN 214032711 U 说明书附图 2/2页 图3 13 13
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