本发明涉及电解水制氢,尤其涉及一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统。
背景技术:
1、碱性水电解制氢是一种通过在碱性电解质环境下进行电解水来制取氢气的过程,在碱性电解水制氢中,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气,这个过程通常在充满电解液的电解槽中进行,电解液一般为30%质量浓度的koh溶液或者26%质量浓度的naoh溶液,碱性水电解制氢技术被认为是最具前景的制氢方式之一,特别是当与可再生能源结合时,可以实现绿色可持续和高效率的制氢,在碱性水电解制氢的过程中,不可避免的会产生余热,所以在制氢过程中需要配备相应的余热回收系统对产生的余热进行回收利用,降低能耗,同时减少温室气体排放。
2、现有的碱性水电解制氢及余热回收系统大都结构单一,电解槽一般为独立设置,导致电解槽发生故障时需要停机检修,一定程度上降低了系统的制氢效率,使用不方便,且现有的碱性水电解制氢及余热回收系统在制氢过程对余热回收的效率还有待提升,无法对整个制氢过程中产生的余热进行全面回收,依然存在很大程度上的热量浪费,不够节能环保,因此,本发明提出一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统用以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明的目的在于提出一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,解决了现有的碱性水电解制氢及余热回收系统的电解槽一般为独立设置,导致电解槽发生故障时需要停机检修,一定程度上降低了系统的制氢效率,以及对余热回收的效率还有待提升,无法对整个制氢过程中产生的余热进行全面回收,依然存在很大程度上的热量浪费的问题。
2、为了实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,包括底座,所述底座顶端嵌合插接有呈等距分布的电解槽,所述电解槽和底座之间通过定位插接机构定位固定,所述电解槽顶端固定有槽盖,所述电解槽侧壁中开设有换热腔,所述电解槽两侧壁分别固定有贯穿至换热腔内的第一进水管和第一出水管,所述电解槽两侧均设有换热箱,所述换热箱内部设有换热盘管,所述槽盖顶端两侧分别固定有氧气排出管和氢气排出管,两组所述换热盘管分别通过输气机构与氧气排出管以及氢气排出管连接,所述换热箱远离电解槽的一侧分别固定有第二进水管和第二出水管,所述换热箱下方设有回收箱,所述回收箱内部上方固定有气液过滤丝网,所述换热盘管底端固定有贯穿至回收箱内并延伸至气液过滤丝网下方的排液管,所述回收箱和电解槽之间通过循环供水机构连接,所述回收箱顶端固定有排气管。
3、进一步改进在于:所述循环供水机构包括固定于回收箱内部底端的抽水泵和固定于抽水泵输出端的抽水管,所述抽水管远离抽水泵的一端贯穿至回收箱外部并固定有注水管,所述注水管远离抽水管的一端贯穿至电解槽内部。
4、进一步改进在于:所述槽盖顶端固定有液位传感器,所述液位传感器的检测端延伸至电解槽内部底端,液位传感器与抽水泵电性连接。
5、进一步改进在于:所述排气管上固定有抽气泵,所述回收箱顶端对称固定有支撑杆,所述支撑杆顶端固定于换热箱底端。
6、进一步改进在于:所述输气机构包括位于电解槽和换热箱之间的第一输气管和固定于换热盘管顶端的第二输气管,所述第二输气管远离换热盘管的一端贯穿至换热箱外部并与第一输气管连接,所述氧气排出管和氢气排出管远离槽盖的一端通过第三输气管与第一输气管连接。
7、进一步改进在于:所述电解槽内部中间位置固定有隔膜,所述隔膜两侧分别设有固定于槽盖上的直流电源正极棒和直流电源负极棒,所述槽盖顶端固定有碱性水加水管。
8、进一步改进在于:所述电解槽顶端固定有密封圈,所述槽盖底端开设有与密封圈适配的密封槽,所述电解槽和槽盖两侧外壁均固定有固定块,上下两组所述固定块之间通过螺栓固定连接。
9、进一步改进在于:所述定位插接机构包括固定于电解槽底端的嵌合插块和开设于底座顶端的嵌合插槽,所述底座两侧壁均设有滑动贯穿至嵌合插槽内的插销,所述嵌合插块两侧外壁均开设有与插销适配的插孔。
10、进一步改进在于:所述底座内部两侧均开设有空腔,所述插销位于空腔内的一侧固定套接有挡片,所述挡片和空腔远离嵌合插块一侧的内壁之间固定有限位弹簧。
11、本发明的有益效果为:本发明通过在底座顶端嵌合插接用于电解制氢的电解槽,并通过定位插接机构将电解槽定位固定在底座顶端,从而实现多组电解槽的并联设计,并使其中一组电解槽发生故障时可以继续利用其余电解槽继续进行电解制氢工作,避免需要停机检修的问题,一定程度上提高了制氢效率;
12、且通过在电解槽侧壁中开设换热腔用于与碱性水电解过程中产生的余热进行初步回收,并通过在换热箱内设置换热盘管来对电解制氢过程中产生的高温气体进行二次余热回收,从而通过两次热交换对整个制氢过程中产生的余热进行全面回收,相比传统的余热回收系统更为高效,避免了热量浪费,更为节能环保。
1.一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)顶端嵌合插接有呈等距分布的电解槽(2),所述电解槽(2)和底座(1)之间通过定位插接机构定位固定,所述电解槽(2)顶端固定有槽盖(3),所述电解槽(2)侧壁中开设有换热腔(4),所述电解槽(2)两侧壁分别固定有贯穿至换热腔(4)内的第一进水管(5)和第一出水管(6),所述电解槽(2)两侧均设有换热箱(7),所述换热箱(7)内部设有换热盘管(8),所述槽盖(3)顶端两侧分别固定有氧气排出管(9)和氢气排出管(10),两组所述换热盘管(8)分别通过输气机构与氧气排出管(9)以及氢气排出管(10)连接,所述换热箱(7)远离电解槽(2)的一侧分别固定有第二进水管(11)和第二出水管(12),所述换热箱(7)下方设有回收箱(13),所述回收箱(13)内部上方固定有气液过滤丝网(14),所述换热盘管(8)底端固定有贯穿至回收箱(13)内并延伸至气液过滤丝网(14)下方的排液管(15),所述回收箱(13)和电解槽(2)之间通过循环供水机构连接,所述回收箱(13)顶端固定有排气管(16)。
2.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述循环供水机构包括固定于回收箱(13)内部底端的抽水泵(17)和固定于抽水泵(17)输出端的抽水管(18),所述抽水管(18)远离抽水泵(17)的一端贯穿至回收箱(13)外部并固定有注水管(19),所述注水管(19)远离抽水管(18)的一端贯穿至电解槽(2)内部。
3.根据权利要求2所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述槽盖(3)顶端固定有液位传感器(20),所述液位传感器(20)的检测端延伸至电解槽(2)内部底端,液位传感器(20)与抽水泵(17)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述排气管(16)上固定有抽气泵(21),所述回收箱(13)顶端对称固定有支撑杆(22),所述支撑杆(22)顶端固定于换热箱(7)底端。
5.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述输气机构包括位于电解槽(2)和换热箱(7)之间的第一输气管(23)和固定于换热盘管(8)顶端的第二输气管(24),所述第二输气管(24)远离换热盘管(8)的一端贯穿至换热箱(7)外部并与第一输气管(23)连接,所述氧气排出管(9)和氢气排出管(10)远离槽盖(3)的一端通过第三输气管(25)与第一输气管(23)连接。
6.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述电解槽(2)内部中间位置固定有隔膜(26),所述隔膜(26)两侧分别设有固定于槽盖(3)上的直流电源正极棒(27)和直流电源负极棒(28),所述槽盖(3)顶端固定有碱性水加水管(29)。
7.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述电解槽(2)顶端固定有密封圈(30),所述槽盖(3)底端开设有与密封圈(30)适配的密封槽,所述电解槽(2)和槽盖(3)两侧外壁均固定有固定块(31),上下两组所述固定块(31)之间通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述定位插接机构包括固定于电解槽(2)底端的嵌合插块(32)和开设于底座(1)顶端的嵌合插槽(33),所述底座(1)两侧壁均设有滑动贯穿至嵌合插槽(33)内的插销(34),所述嵌合插块(32)两侧外壁均开设有与插销(34)适配的插孔(35)。
9.根据权利要求8所述的一种多槽并联碱性水电解制氢及余热回收系统,其特征在于:所述底座(1)内部两侧均开设有空腔(36),所述插销(34)位于空腔(36)内的一侧固定套接有挡片(37),所述挡片(37)和空腔(36)远离嵌合插块(32)一侧的内壁之间固定有限位弹簧(38)。
