电解制氢电解槽

366 编辑：中冶有色技术网来源：河北普成电力技术有限公司

2024-05-29 14:57:44

权利要求书： 1.一种电解制氢电解槽，包括碱液流道孔（8）、气液流道孔（7），其特征在于：包括槽体（2）、设置在所述槽体（2）左侧的左端盖（1）、设置在所述槽体（2）右侧的右端盖（3）、设置在所述槽体（2）内腔的可调电解组（4）、连接各可调电解组（4）之间的连接器（6）以及调整所述可调电解组（4）间距的调节螺栓(5)；

所述调节螺栓（5）与所述右端盖（3）螺纹连接；

所述调节螺栓（5）一端与靠近所述右端盖（3）的可调电解组（4）固定连接，另一端设置在所述右端盖（3）右端。

2.根据权利要求1所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述可调电解组（4）包括阳极板(41)、设置在所述阳极板（41）右侧的隔膜（42）、设置在所述隔膜（42）右侧的阴极板（43）以及将所述阳极板（41）、隔膜（42）、阴极板（43）依次贯穿的可调机构(44)；

所述可调机构（44）可调整阳极板（41）和隔膜（42）之间的距离，并同时调整隔膜（42）与阴极板（43）之间的距离。

3.根据权利要求2所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述可调机构(44)包括可调双头螺栓（441）、螺纹连接在所述可调双头螺栓（441）右侧的右螺母(442)以及螺纹连接在所述可调双头螺栓（441）左侧的左螺母（443）；

所述可调双头螺栓(441)左端螺纹为左旋；

所述可调双头螺栓（441）右端螺纹为右旋；

所述左螺母（443）与所述阳极板（41）固定连接；

所述右螺母（442）与所述阴极板（43）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述左螺母（443）包括第一圆台体（4431）以及连接在第一圆台体（4431）上的第一圆柱体（4432）；

所述阳极板（41）与所述隔膜（42）靠近的侧面设置有第一凹台；

所述第一凹台与所述第一圆台体（4431）相适配；

所述隔膜（42）上开设有贯穿厚度的第一圆孔；

所述第一圆台体（4431）插入所述第一圆孔中。

5.根据权利要求3所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述右螺母（442）包括第二圆台体（4421）以及连接在第二圆台体（4421）上的第二圆柱体（4422）；

所述阴极板（43）与所述隔膜（42）靠近的侧面设置有第二凹台；

所述第二凹台与所述第二圆台体（4421）相适配；

所述隔膜（42）上开设有贯穿厚度的第二圆孔；

所述第二圆台体（4421）插入所述第二圆孔中。

6.根据权利要求4所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述第一凹台内设置有第一弹性垫圈。

7.根据权利要求5所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述第二凹台内设置有第二弹性垫圈（45）。

8.根据权利要求2所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述阴极板（43）侧面周圈设置有L型阴极凹槽A；

所述阳极板（41）侧面周圈设置有与L型阴极凹槽A相对称的阳极凹槽B；

所述L型阴极凹槽A卡接有阴极密封条（46）；

所述阳极凹槽B内卡接有阳极密封条（47）。

9.根据权利要求8所述的一种电解制氢电解槽，其特征在于：所述阴极密封条（46）以及所述阳极密封条（47）顶端与所述槽体（2）内腔连接；

所述阴极密封条（46）与相邻的所述阳极密封条（47）对称设置；所述阴极密封条（46）与相邻的所述阳极密封条（47）搭接。

说明书：一种电解制氢电解槽技术领域[0001] 本实用新型涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种电解制氢电解槽。背景技术[0002] 风电、光伏等可再生能源的随机性和波动性给电网稳定性和安全性带来了挑战。大规模可再生能源耦合电解制氢可有效提升可再生能源发电系统的能源利用效率。

[0003] 电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计，合理选择电极和隔膜材料，是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。[0004] 阴、阳两极间距是影响槽电压的重要因素之一。随极间距增大，槽内欧姆电压降增大，槽电压升高。尤其是在大电流工作时，这种电压损失更为严重。现代电解槽采用各种措施以降低极间距，当前碱性电解槽单体的制造水平尚处于几百千瓦到兆瓦级，大规模制氢工程应用中一般需要多个单体电解槽并联，形成电解槽阵列。现有技术中CN109735863B，绝缘极板框组件采用绝缘极板框内套嵌入绝缘板框内的凹槽内，不仅造成绝缘极板框的加工困难，极板与隔膜之间的间距不可调节；且在实际装配时主极板、隔膜以及附级板需要压接在一起，工艺复杂，工序周转多，成本加高。实用新型内容

[0005] 本实用新型目的在于提供一种模块化易于装配易于调整阴阳两极间距的一种电解制氢电解槽，以解决上述背景技术中提出的问题；[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种电解制氢电解槽，包括碱液流道孔、气液流道孔，包括槽体、设置在所述槽体左侧的左端盖、设置在所述槽体右侧的右端盖、设置在所述槽体内腔的可调电解组、连接各可调电解组之间的连接器以及调整所述可调电解组间距的调节螺栓；[0007] 所述调节螺栓与所述右端盖螺纹连接；[0008] 所述调节螺栓一端与靠近所述右端盖的可调电解组固定连接，另一端设置在所述右端盖右端。[0009] 进一步的：[0010] 所述可调电解组包括阳极板、设置在所述阳极板右侧的隔膜、设置在所述隔膜右侧的阴极板以及将所述阳极板、隔膜、阴极板依次贯穿的可调机构；[0011] 所述可调机构可调整阳极板和隔膜之间的距离，并同时调整隔膜与阴极板之间的距离。[0012] 进一步的：[0013] 所述可调机构包括可调双头螺栓、螺纹连接在所述可调双头螺栓右侧的右螺母以及螺纹连接在所述可调双头螺栓左侧的左螺母；[0014] 所述可调双头螺栓左端螺纹为左旋；[0015] 所述可调双头螺栓右端螺纹为右旋；[0016] 所述左螺母与所述阳极板固定连接；[0017] 所述右螺母与所述阴极板固定连接。[0018] 进一步的：[0019] 所述左螺母包括第一圆台体以及连接在第一圆台体上的第一圆柱体；[0020] 所述阳极板与所述隔膜靠近的侧面设置有第一凹台；[0021] 所述第一凹台与所述第一圆台体相适配；[0022] 所述隔膜上开设有贯穿厚度的第一圆孔；[0023] 所述第一圆台体插入所述第一圆孔中。[0024] 进一步的：[0025] 所述右螺母包括第二圆台体以及连接在第二圆台体上的第二圆柱体；[0026] 所述阴极板与所述隔膜靠近的侧面设置有第二凹台；[0027] 所述第二凹台与所述第二圆台体相适配；[0028] 所述隔膜上开设有贯穿厚度的第二圆孔；[0029] 所述第二圆台体插入所述第二圆孔中。[0030] 进一步的：[0031] 所述第一凹台内设置有第一弹性垫圈。[0032] 进一步的：[0033] 所述第二凹台内设置有第二弹性垫圈。[0034] 进一步的：[0035] 所述阴极板侧面周圈设置有L型阴极凹槽A；[0036] 所述阳极板侧面周圈设置有与L型阴极凹槽A相对称的阳极凹槽B；[0037] 所述L型阴极凹槽A卡接有阴极密封条；[0038] 所述阳极凹槽B内卡接有阳极密封条。[0039] 进一步的：[0040] 所述阴极密封条以及所述阳极密封条顶端与所述槽体内腔连接；[0041] 所述阴极密封条与相邻的所述阳极密封条对称设置；所述阴极密封条与相邻的所述阳极密封条搭接。[0042] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：[0043] 1.本申请采用可调电解组，将电极间距做出相应的调整，适应不同电解液的制氢场合。[0044] 2.用模具铸造工艺将左螺母预制到阳极板的第一凹台内，并采用铆钉在其周圈一点进行锚固。同样的在阴极板预制时，采用模具铸造工艺将右螺母442预制到阴极板的第二凹台内，并采用铆钉在其周圈一点进行锚固。当转动可调双头螺栓时，位于两端的左螺母和右螺母，依靠左旋和右旋的螺纹连接，将带动左端的阳极板和阴极板进行间距调整，从而实现电极间距调整的功能。[0045] 3.在组装电解槽时，将贯穿每个可调电解组上外露的可调双头螺栓采用连接器连接并与调节螺栓固定连接，本实施例为了增加压力，采用带键槽的十字联轴器，当使用工具在外侧驱动调节螺栓时，带动每一个可调双头螺栓进行旋转，从而调整每一个电极间距，且调整距离均等。本实施例采用M14细牙螺纹进行连接,调整量精准，可提高制氢效率。[0046] 4.本申请采用螺栓与螺母之间的预紧力，采用扭力矩扳手扳动调节螺母，处于紧固状态时，左、右螺母与可调双头螺栓紧固，达到了既提升电解槽工作压力，又增加单套电解槽产量的效果。附图说明[0047] 附图1为本实用新型的主视结构示意图；[0048] 附图2为本实用新型的可调电解组的主视结构示意图；[0049] 附图3为本实用新型的可调电解组的右视结构示意图；[0050] 附图4为本实用新型的可调机构的组装结构示意图；[0051] 附图5为本实用新型的左螺母的结构示意图；[0052] 附图6为本实用新型的右螺母的组装结构示意图。[0053] 其中，1左端盖；2槽体；3右端盖；4可调电解组；41阳极板；42隔膜；43阴极板；44可调机构；441可调双头螺栓；442右螺母；443左螺母；4431第一圆台体；4432第一圆柱体；

45第二弹性垫圈；46阴极密封条；47阳极密封条。5调节螺栓；6连接器；7气液流道孔；8碱液流道孔。

具体实施方式[0054] 下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。[0055] 需要解释的是，术语“高度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的显示。[0056] 如图1?6所示，一种电解制氢电解槽，包括碱液流道孔8、气液流道孔7，其特征在于：包括槽体2、设置在所述槽体2左侧的左端盖1、设置在所述槽体2右侧的右端盖3、设置在所述槽体2内腔的可调电解组4、连接各可调电解组4之间的连接器6以及调整所述可调电解组4间距的调节螺栓5；[0057] 所述调节螺栓5与所述右端盖3螺纹连接；所述调节螺栓5一端与靠近所述右端盖3的可调电解组4固定连接，另一端设置在所述右端盖3右端。[0058] 所述可调电解组4包括阳极板41、设置在所述阳极板41右侧的隔膜42、设置在所述隔膜42右侧的阴极板43以及将所述阳极板41、隔膜42、阴极板43依次贯穿的可调机构44；所述可调机构44可调整阳极板41和隔膜42之间的距离，并同时调整隔膜42与阴极板43之间的距离。[0059] 阳极采用金属氧化物电极或石墨材质，以金属或合金作为阴极，除用硫酸作为电解液时必须采用铅或石墨作阴极外，低碳钢是常用的阴极材料。为防止阴、阳两极产物混合，避免可能发生的有害反应，在电解槽中，基本上都用隔膜将阴、阳极室隔开。隔膜需有一定的孔隙率，能使离子通过，而不使分子或气泡通过，当有电流流过时，隔膜的欧姆电压降要低。本实施例采用石棉隔膜。采用不同的电解液时，电解槽的结构也有所不同。本申请采用可调电解组4，将电极间距做出相应的调整，适应不同电解液的制氢场合。[0060] 所述可调机构(44)包括可调双头螺栓441、螺纹连接在所述可调双头螺栓441右侧的右螺母(442)以及螺纹连接在所述可调双头螺栓441左侧的左螺母443；所述可调双头螺栓(441)左端螺纹为左旋；所述可调双头螺栓442右端螺纹为右旋；所述左螺母443与所述阳极板41固定连接；所述右螺母442与所述阴极板43固定连接。[0061] 所述左螺母443包括第一圆台体4431以及连接在第一圆台体4431上的第一圆柱体4432；所述阳极板41与所述隔膜42靠近的侧面设置有第一凹台；

[0062] 所述第一凹台与所述第一圆台体4431相适配；所述隔膜42上开设有贯穿厚度的第一圆孔；所述第一圆台体4431插入所述第一圆孔中。所述第一凹台内设置有第一弹性垫圈。[0063] 所述右螺母442包括第二圆台体4421以及连接在第二圆台体4421上的第二圆柱体4422；所述阴极板43与所述隔膜42靠近的侧面设置有第二凹台；

[0064] 5.所述第二凹台与所述第二圆台体4421相适配；所述隔膜42上开设有贯穿厚度的第二圆孔；所述第二圆台体4421插入所述第二圆孔中。所述第二凹台内设置有第二弹性垫圈45。本申请采用螺栓与螺母之间的预紧力，采用扭力矩扳手扳动调节螺母，处于紧固状态时，左、右螺母与可调双头螺栓紧固，达到了既提升电解槽工作压力，又增加单套电解槽产量的效果。[0065] 在阳极板41预制时，采用模具铸造工艺将左螺母443预制到阳极板41的第一凹台内，并采用铆钉在其周圈一点进行锚固。同样的在阴极板43预制时，采用模具铸造工艺将右螺母442预制到阴极板43的第二凹台内，并采用铆钉在其周圈一点进行锚固。当转动可调双头螺栓441时，位于两端的左螺母443和右螺母442，依靠左旋和右旋的螺纹连接，将带动左端的阳极板41和阴极板42进行间距调整，从而实现电极间距调整的功能。在组装电解槽时，将贯穿每个可调电解组4上外露的可调双头螺栓441采用连接器6连接并与调节螺栓5固定连接，本实施例为了增加压力，采用带键槽的十字联轴器，当使用工具在外侧驱动调节螺栓5时，带动每一个可调双头螺栓441进行旋转，从而调整每一个电极间距，且调整距离均等。

本实施例采用M14细牙螺纹进行连接,调整量精准，可提高制氢效率。

[0066] 所述阴极板43侧面周圈设置有L型阴极凹槽A；所述阳极板41侧面周圈设置有与L型阴极凹槽A相对称的阳极凹槽B；所述L型阴极凹槽A卡接有阴极密封条46；所述阳极凹槽B内卡接有阳极密封条47。[0067] 所述阴极密封条46以及所述阳极密封条47顶端与所述槽体2内腔连接；[0068] 所述阴极密封条46与相邻的所述阳极密封条47对称设置；所述阴极密封条46与相邻的所述阳极密封条47搭接。[0069] 本实用新型的实施例已经示出和描述，对于本领域的普通技术人员而言，可以在理解在不脱离本的原理情况下对此实施例进行多种修改、变化、替换和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。