分离器及电解水制氢设备的制作方法

本申请涉及气液分离装置，尤其是涉及一种分离器及电解水制氢设备。

背景技术：

1、氢气是一种易燃易爆的气体，在氢气生产和储存过程中都必须严格控制氢气中的氧含量。电解水制氢设备在生成氢气的同时，还会生成氧气，因此，控制电解水制氢过程中氢气中氧气的含量和氧气中氢气的含量对于安全生产是非常重要的一项措施。同时，氢气中氧气的含量和氧气中氢气的含量也是评价电解水制氢设备性能的一个重要指标。

2、现有技术中，电解水制氢设备通过给电解液加载直流电，使水在阴极和阳极分解成氢气和氧气，然后氢气和电解液混合物沿着氢气通道进入氢气分离器，氧气和电解液混合物沿着氧气通道进入氧气分离器，经过分离后氢气和氧气分别沿着氢气通道或氧气通道运输出去，电解液则回流进入电解槽，继续参与电解。在上述的分离过程中，氢气和氧气处于不同的分离器和管道中，二者不会发生混合，但回流的电解液中则含有微量的氢气和氧气，在电解液经混合回流进入电解槽后，则会使电解槽内新生成的氢气中的氧气含量和氧气中的氢气含量增加，导致氢气和氧气的后处理成本提高和设备运行稳定性降低。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种分离器及电解水制氢设备，以改善现有技术中存在的电解水制氢时用于回流的电解液易携带气体的问题。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本申请实施例提供一种分离器，包括一级分离器和二级分离器；所述一级分离器上设有一级电解液出口和一级气体进口；所述二级分离器上设有二级电解液进口和二级气体出口；所述一级电解液出口和所述二级电解液进口连通，所述一级气体进口和所述二级气体出口连通；

4、所述二级分离器内部设有缓冲分散网和/或气体分离膜；所述缓冲分散网和所述气体分离膜分别设在所述二级电解液进口的下方，且，当所述二级分离器包括所述缓冲分散网和所述气体分离膜时，所述气体分离膜设在所述缓冲分散网的下方。

5、在其中一个实施例中，所述缓冲分散网包括多孔板网或多孔泡沫。

6、在其中一个实施例中，所述缓冲分散网的材质包括有机聚合物、镍、不锈钢或镀镍碳钢中的一种。

7、在其中一个实施例中，所述气体分离膜为亲水疏气膜，包括改性pps薄膜或玻璃纤维薄膜。

8、在其中一个实施例中，所述一级分离器为罐体结构，所述一级分离器的长度方向沿水平方向设置。

9、在其中一个实施例中，所述一级分离器长度方向的两端分别设有一级电解液进口和所述一级气体进口，所述一级电解液出口设在所述一级分离器的底部，所述一级分离器的顶部设有一级气体出口，所述一级电解液出口和所述一级气体出口靠近所述一级气体进口设置。

10、在其中一个实施例中，所述一级气体进口高于所述一级分离器内的最高液面设置。

11、在其中一个实施例中，所述二级分离器为罐体结构，所述二级分离器的长度方向沿竖直方向设置。

12、在其中一个实施例中，所述二级气体出口设在所述二级分离器的顶部，所述二级分离器的底部设有二级电解液出口，所述二级电解液进口设在所述二级分离器的侧壁的上部。

13、另一方面，本申请实施例提供一种电解水制氢设备，包括如上所述的分离器。

14、本申请至少具有以下有益效果：本申请实施例提供的分离器包括一级分离器和二级分离器，通过两个分离器可对电解液进行两次气液分离操作，电解液经一级分离器进行除气后进入二级分离器，排出的气体则经一级气体出口排出，经过一级除气后的电解液进行二级分离器，经二级分离器进行进一步除气，排出的气体经一级气体进口进入一级分离器后由一级气体出口排出，使电解液携带的气体进一步减少。二级分离器内设有缓冲分散网，缓冲分散网有利于使电解液中的小气泡扩散出来，并降低电解液的流入速度。气体分离膜则能够有效分离电解液中的微量气泡，降低回流电解液中氢气和氧气的含量，进而提高了电解水制氢设备制备的氢气和氧气的纯度，提高了生产安全性，减少氢气和氧气的后处理成本，保证了设备的运行稳定性。

技术特征：

1.一种分离器，其特征在于：包括一级分离器和二级分离器；所述一级分离器上设有一级电解液出口和一级气体进口；所述二级分离器上设有二级电解液进口和二级气体出口；所述一级电解液出口和所述二级电解液进口连通，所述一级气体进口和所述二级气体出口连通；

2.如权利要求1所述的分离器，其特征在于：所述缓冲分散网包括多孔板网或多孔泡沫。

3.如权利要求1或2所述的分离器，其特征在于：所述缓冲分散网的材质包括有机聚合物、镍、不锈钢或镀镍碳钢中的一种。

4.如权利要求1所述的分离器，其特征在于：所述气体分离膜为亲水疏气膜，包括改性pps薄膜或玻璃纤维薄膜。

5.如权利要求1所述的分离器，其特征在于：所述一级分离器为罐体结构，所述一级分离器的长度方向沿水平方向设置。

6.如权利要求5所述的分离器，其特征在于：所述一级分离器长度方向的两端分别设有一级电解液进口和所述一级气体进口，所述一级电解液出口设在所述一级分离器的底部，所述一级分离器的顶部设有一级气体出口，所述一级电解液出口和所述一级气体出口靠近所述一级气体进口设置。

7.如权利要求6所述的分离器，其特征在于：所述一级气体进口高于所述一级分离器内的最高液面设置。

8.如权利要求1所述的分离器，其特征在于：所述二级分离器为罐体结构，所述二级分离器的长度方向沿竖直方向设置。

9.如权利要求8所述的分离器，其特征在于：所述二级气体出口设在所述二级分离器的顶部，所述二级分离器的底部设有二级电解液出口，所述二级电解液进口设在所述二级分离器的侧壁的上部。

10.一种电解水制氢设备，其特征在于：包括如权利要求1至9任意一项所述的分离器。

技术总结本申请提供一种分离器及电解水制氢设备，电解水制氢设备包括分离器，分离器包括一级分离器和二级分离器；一级分离器上设有一级电解液出口和一级气体进口；二级分离器上设有二级电解液进口和二级气体出口；一级电解液出口和二级电解液进口连通，一级气体进口和二级气体出口连通。二级分离器内部设有缓冲分散网和/或气体分离膜；缓冲分散网和气体分离膜分别设在二级电解液进口的下方，且，当二级分离器包括缓冲分散网和气体分离膜时，气体分离膜设在缓冲分散网的下方。本申请提供的分离器及电解水制氢设备，提高了氢气和氧气的制备纯度和生产安全性，降低了生产成本，保证了设备的运行稳定性。技术研发人员：王森,郑宇,孙泽正,王宏媛受保护的技术使用者：深圳市图灵科创产业发展有限公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/5/16