專利名稱：一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水電解領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備。
背景技術(shù)：
在水電解領(lǐng)域，采用電解槽對純凈水進(jìn)行電解以分離氫、氧的技術(shù)較為常見。然而，一方面，傳統(tǒng)電解槽在電解水的過程中需要損耗大量電能并且其電解效果較為一般，由于需要損耗大量電能從而導(dǎo)致成本增加；另一方面，在電解過程中所造成的污染較為嚴(yán)重并且能源缺少有效的回收系統(tǒng)而造成浪費(fèi)，因此，傳統(tǒng)電解槽的發(fā)展進(jìn)入瓶頸階段。如何攻克上述技術(shù)難題，成為亟待解決的問題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，該設(shè)備能夠減少制氫氧過程的用電量，通過降低耗電而節(jié)約電解制造氫氧的成本，同時，該設(shè)備還能夠回收利用能源并且環(huán)保。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其包括電解槽；其還包括電源、控制系統(tǒng)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)、蒸氣冷卻系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)，所述電解槽為低電抗電解槽；所述控制系統(tǒng)分別與電源、電解槽、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)、蒸氣冷卻系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)連接，以及，所述電源與電解槽連接，以及，所述電解槽經(jīng)氣液分離系統(tǒng)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)后構(gòu)成循環(huán)回路，以及，所述氣液分離系統(tǒng)還經(jīng)蒸氣冷卻系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)后再與高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)連接。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，其還包括自動檢測及加液系統(tǒng)，該自動檢測及加液系統(tǒng)與所述電解槽連接。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，所述電源為諧振電源。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，所述諧振電源包括電源主控單元、交流直流功率轉(zhuǎn)換單元、電源頻譜控制單元、脈沖直流輸出單元、電解槽檢測信號單元、信號放大單元，所述主控單元分別與交流直流功率轉(zhuǎn)換單元、電源頻譜控制單元、脈沖直流輸出單元、電解槽檢測信號單元連接，以及，所述電解槽檢測信號單元經(jīng)信號放大單元后與電源頻譜控制單元連接，以及，所述電源頻譜控制單元經(jīng)交流直流功率轉(zhuǎn)換單元后與脈沖直流輸出單元連接。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，所述電解槽包括設(shè)置在兩側(cè)的端板以及設(shè)置在上述兩個端板之間的若干陰極板、陽極板，在所述陰極板表面鍍有三元合金析氫層，在所述陽極板表面鍍有三元合金析氧層，相鄰陰極板、陽極板之間通過絕緣支撐膠釘連接，上述兩個端板通過端板拉桿緊固而使端板以及設(shè)置在上述兩個端板之間的若干陰極板、陽極板緊固在一起而形成的低電抗電解槽。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，在所述端板拉桿上套有欄桿絕緣套。[0011]在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，所述端板為大面積端板并且端板的面積不小于2m2，并且，在所述端板上設(shè)有布銅導(dǎo)電網(wǎng)。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，所述三元合金析氫層、三元合金析氧層的厚度范圍都為0. 01 0. 06毫米。在上述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備中，其還包括用 于密封所述電解槽的密封膠圈。本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，故其具有如下有益效果本實(shí)用新型通過采用上述結(jié)構(gòu)，一方面，低電抗電解槽能夠節(jié)能；另一方面，通過電源、電解槽、控制系統(tǒng)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)、蒸氣冷卻系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)配合工作，電解槽產(chǎn)生的水蒸氣、氫氣、氧氣經(jīng)氣液分離系統(tǒng)分離后，高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)可直接把氣液分離系統(tǒng)的高溫堿液循環(huán)流回到電解槽而不需要采取任何液體散熱方式以實(shí)現(xiàn)回收利用，以及，蒸氣冷卻系統(tǒng)可對從氣液分離系統(tǒng)里分離出來的水蒸氣、氫氣、氧氣進(jìn)行換熱冷卻，然后，洗滌阻火系統(tǒng)對經(jīng)過蒸氣冷卻系統(tǒng)換熱冷卻過的氫氣和氧氣進(jìn)行洗滌把堿洗掉不讓氣體帶走并避免了環(huán)境的污染，并且，洗滌阻火系統(tǒng)洗滌后的液體還可以回收利用能源。因此，本實(shí)用新型能夠減少制氫氧過程的用電量，通過降低耗電而節(jié)約電解氫氧的成本，同時，本實(shí)用新型還能夠回收利用能源并且減少環(huán)境污染。本實(shí)用新型能夠更好的為人類提供了即環(huán)保又節(jié)能的氫氣和氧氣，并且克服傳統(tǒng)的因?yàn)楹碾姶蠖辉钙占笆褂秒娊獠鄣膯栴}。在結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的示意圖；圖2是電源部分的電路方框圖，圖3是電解槽部分的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面以一個實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但應(yīng)當(dāng)說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅僅限于此。請參閱圖1，一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其包括電解槽2 ;其還包括電源I、控制系統(tǒng)3、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4、蒸氣冷卻系統(tǒng)5、氣液分離系統(tǒng)6、洗漆阻火系統(tǒng)7,所述電解槽2為低電抗電解槽；所述控制系統(tǒng)3分別與電源I、電解槽2、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4、蒸氣冷卻系統(tǒng)5、氣液分離系統(tǒng)6、洗滌阻火系統(tǒng)7連接，以及，所述電源I與電解槽2連接，以及，所述電解槽2經(jīng)氣液分離系統(tǒng)6、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4后構(gòu)成循環(huán)回路，以及，所述氣液分離系統(tǒng)6還經(jīng)蒸氣冷卻系統(tǒng)5、洗滌阻火系統(tǒng)7后再與高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4連接。在本實(shí)施方式中，其還可包括自動檢測及加液系統(tǒng)8，該自動檢測及加液系統(tǒng)8與所述電解槽2連接。下面對本實(shí)施方式的電源I、電解槽2、控制系統(tǒng)3、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4、蒸氣冷卻系統(tǒng)5、氣液分離系統(tǒng)6、洗漆阻火系統(tǒng)7、自動檢測及加液系統(tǒng)8進(jìn)行如下描述(I)電源 I [0024]參閱圖2，電源I可為諧振電源，如采用諧振IGBT電源的工作效率可達(dá)到98%左右，從而可以起到省電的功效。其中，諧振電源可包括電源主控單元110、交流直流功率轉(zhuǎn)換單元120、電源頻譜控制單元130、脈沖直流輸出單元140、電解槽檢測信號單元150、信號放大單元160，所述主控單元110分別與交流直流功率轉(zhuǎn)換單元120、電源頻譜控制單元130、脈沖直流輸出單元140、電解槽檢測信號單元150連接，以及，所述電解槽檢測信號單元150經(jīng)信號放大單元160后與電源頻譜控制單元130連接，以及，所述電源頻譜控制單元130經(jīng)交流直流功率轉(zhuǎn)換單元120后與脈沖直流輸出單元140連接。具體來說，通過電解槽檢測信號單元150對電解槽2內(nèi)的氫離子序數(shù)和強(qiáng)弱進(jìn)行監(jiān)測，電解槽檢測信號單元150在不同次序和強(qiáng)弱的H+沖擊時就會產(chǎn)生微弱電信號，上述微弱電信號通過信號放大單元160加以放大后送到電源頻譜控制單元130 ;由電源頻譜控制單元130與主控單元110相配合與預(yù)設(shè)數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測比對，從而可實(shí)時根據(jù)電解槽2內(nèi)的氫離子序數(shù)和強(qiáng)弱傳送不同的信號；然后，主控單元110根據(jù)上述信息配合電源頻譜控 制單元130工作，即可由電源頻譜控制單元130分析出相應(yīng)信號電源信號傳送給交流直流功率轉(zhuǎn)換單元120，再由交流直流功率轉(zhuǎn)換單元120把上述電源信號由交流轉(zhuǎn)換為合適功率的直流電源信號再傳送給脈沖直流輸出單元140 ;最后，脈沖直流輸出單元140傳送相應(yīng)電源信號給電解槽2，實(shí)現(xiàn)電源I給電解槽2供電。通過上述操作，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了按照水在水電解小室里，氫離子通過次序和強(qiáng)弱而實(shí)施監(jiān)測得到的電信號來控制電源諧振方式的頻譜間斷性而輸出直流脈動電流，這種電流適合水分子在不同頻段的不同脈沖電解程度，從而使水分子達(dá)到最佳電離和析出氫氧的效果，并且，能夠減少電解槽制氫氧過程的用電量。本實(shí)用新型的電源應(yīng)用價值極高，是當(dāng)今電解水行業(yè)中的首選。(2)電解槽 2 參閱圖3，電解槽2為低電抗電解槽，通過采用了低電抗組裝技術(shù)，所有小室電解電壓可降到2伏左右并能最佳工作。具體來說，電解槽2可包括設(shè)置在兩側(cè)的端板21以及設(shè)置在上述兩個端板21之間的若干陰極板24、陽極板25，其中，陰極板24、陽極板25的數(shù)量不受到限制，可根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置，在所述陰極板24表面鍍有三元合金析氫層26，在所述陽極板25表面鍍有三元合金析氧層27，相鄰陰極板24、陽極板25之間通過絕緣支撐膠釘28連接，上述兩個端板21通過端板拉桿22緊固而使端板21以及設(shè)置在上述兩個端板21之間的若干陰極板24、陽極板25緊固在一起而形成的低電抗電解槽。其中，對于絕緣支撐膠釘28，絕緣支撐膠釘28可均勻分布在各極板各處，以保證各陰極板24、陽極板25在工作中，相鄰陰極板24、陽極板25之間不會因間距過近而短路。在本實(shí)施方式中，所述端板21為大面積端板并且端板21的面積不小于2m2，并且，在所述端板21上設(shè)有布銅導(dǎo)電網(wǎng)，采用上述端板21結(jié)構(gòu)，可以大大減少端板帶來的電阻和電流不均現(xiàn)象，對電解槽2能起到極有效的降電抗作用。在端板拉桿22上套有欄桿絕緣套23，端板拉桿22用圓鋼冷拉成形而保證抗拉力度，每根端板拉桿22上套有欄桿絕緣套23。用玻璃鋼加工而成，使拉桿在兩端板之間不會導(dǎo)通或漏電。所述三元合金析氫層26、三元合金析氧層27的厚度范圍都為0. 01 0. 06毫米，如三元合金析氫層26的厚度為0. 04毫米、三元合金析氧層27的厚度為0. 01毫米,通過采用三元合金結(jié)構(gòu)，能夠降低極板導(dǎo)通內(nèi)阻、增強(qiáng)耐堿、析氫析氧能力，對降低電解槽2的電抗起到重要作用。電解槽2還可包括用于密封所述電解槽2的密封膠圈(未圖示)，密封膠圈可采用四氟材料，其具 有抗強(qiáng)堿和耐高溫性能，起到了高溫電解槽的有效密封。在本實(shí)施方式中，當(dāng)電抗達(dá)到2. 2伏小室工作電壓時，電解槽2內(nèi)電抗在0. 1-0. 15歐姆內(nèi)，比傳統(tǒng)的2. 2伏小室工作電壓時，電解槽2內(nèi)電抗在0. 8-1歐姆的水平有極大的優(yōu)勢；傳統(tǒng)I立方米氫氧氣要5°電左右，而本實(shí)用新型的低電抗水電解節(jié)能設(shè)備I立方米氫氧氣只要2. 5°電左右，其耗能較少。(3)控制系統(tǒng)3 控制系統(tǒng)3可采用CPU微電腦控制功能，對整臺機(jī)起到了很好的自動控制功能，控制系統(tǒng)3可具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。(4)高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4 高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)4可直接把氣液分離系統(tǒng)6的高溫堿液循環(huán)流回到電解槽2而不需要采取任何液體散熱方式。(5)蒸氣冷卻系統(tǒng)5 蒸氣冷卻系統(tǒng)5對從氣液分離系統(tǒng)6里分離出來的水蒸氣、氫氣、氧氣進(jìn)行換熱冷卻。(6)氣液分離系統(tǒng)6 氣液分離系統(tǒng)6對從電解槽2出來的水蒸氣、氫氣、氧氣從液體中分離出來。(7)洗滌阻火系統(tǒng)7 洗滌阻火系統(tǒng)7對經(jīng)過蒸氣冷卻系統(tǒng)5換熱冷卻過的氫氣和氧氣進(jìn)行洗滌把堿洗掉不讓氣體帶走。(8)自動加液系統(tǒng)8:自動加液系統(tǒng)8對整個水電解系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電解槽2缺水時，即自動給電解槽2補(bǔ)水。雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)作出各種變形或修改，只要不超過本實(shí)用新型的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其包括電解槽⑵；其特征在于其還包括電源(I)、控制系統(tǒng)(3)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)(4)、蒸氣冷卻系統(tǒng)(5)、氣液分離系統(tǒng)(6)、洗滌阻火系統(tǒng)(7)，所述電解槽⑵為低電抗電解槽；所述控制系統(tǒng)(3)分別與電源(I)、電解槽⑵、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)⑷、蒸氣冷卻系統(tǒng)(5)、氣液分離系統(tǒng)(6)、洗滌阻火系統(tǒng)(7)連接，以及，所述電源(I)與電解槽(2)連接，以及，所述電解槽(2)經(jīng)氣液分離系統(tǒng)(6)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)(4)后構(gòu)成循環(huán)回路，以及，所述氣液分離系統(tǒng)(6)還經(jīng)蒸氣冷卻系統(tǒng)(5)、洗滌阻火系統(tǒng)(7)后再與高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于其還包括自動檢測及加液系統(tǒng)(8)，該自動檢測及加液系統(tǒng)⑶與所述電解槽⑵連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于所述電源(I)為諧振電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于所述諧振電源包括電源主控單元(110)、交流直流功率轉(zhuǎn)換單元(120)、電源頻譜控制單元(130)、脈沖直流輸出單元(140)、電解槽檢測信號單元(150)、信號放大單元(160)，所述主控單元(110)分別與交流直流功率轉(zhuǎn)換單元(120)、電源頻譜控制單元(130)、脈沖直流輸出單元(140)、電解槽檢測信號單元(150)連接，以及，所述電解槽檢測信號單元(150)經(jīng)信號放大單元(160)后與電源頻譜控制單元(130)連接，以及，所述電源頻譜控制單元(130)經(jīng)交流直流功率轉(zhuǎn)換單元(120)后與脈沖直流輸出單元(140)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于所述電解槽(2)包括設(shè)置在兩側(cè)的端板(21)以及設(shè)置在上述兩個端板(21)之間的若干陰極板(24)、陽極板(25)，在所述陰極板(24)表面鍍有三元合金析氫層(26)，在所述陽極板(25)表面鍍有三元合金析氧層(27)，相鄰陰極板(24)、陽極板(25)之間通過絕緣支撐膠釘(28)連接，上述兩個端板(21)通過端板拉桿(22)緊固而使端板(21)以及設(shè)置在上述兩個端板(21)之間的若干陰極板(24)、陽極板(25)緊固在一起而形成的低電抗電解槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于在所述端板拉桿(22)上套有欄桿絕緣套(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于所述端板(21)為大面積端板并且端板(21)的面積不小于2m2，并且，在所述端板(21)上設(shè)有布銅導(dǎo)電網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于所述三元合金析氫層(26)、三元合金析氧層(27)的厚度范圍都為0. 01 0. 06毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其特征在于其還包括用于密封所述電解槽(2)的密封膠圈。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低電抗水電解節(jié)能設(shè)備，其包括電解槽；其還包括電源、控制系統(tǒng)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)、蒸氣冷卻系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)，所述電解槽為低電抗電解槽；所述控制系統(tǒng)分別與電源、電解槽、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)、蒸氣冷卻系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)連接，以及，所述電源與電解槽連接，以及，所述電解槽經(jīng)氣液分離系統(tǒng)、高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)后構(gòu)成循環(huán)回路，以及，所述氣液分離系統(tǒng)還經(jīng)蒸氣冷卻系統(tǒng)、洗滌阻火系統(tǒng)后再與高溫堿液循環(huán)系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型能夠減少制氫氧過程的用電量，通過降低耗電而節(jié)約電解制造氫氧的成本，同時，本實(shí)用新型還能夠回收利用能源并且環(huán)保。
文檔編號C25B9/00GK202786443SQ20122007619
公開日2013年3月13日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者朱燦鑣, 彭程 申請人:廣州華秦機(jī)械設(shè)備有限公司