[发明专利]氢气纯化装置和水电解制氢系统

说明书

本公开涉及一种氢气纯化装置和水电解制氢系统。其中，氢气纯化装置包括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。

技术领域

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

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。

在相关技术中，通常采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，若没有及时更换硅胶，小分子液滴进入纯度分析仪，会损坏分析仪探头。

发明内容

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有技术中存在的问题。

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。

为了实现上述目的，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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纯化装置。

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。

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。