一种电解槽单元及系统技术方案

本发明专利技术属于制氢电解槽技术领域，涉及一种电解槽单元及系统。电解槽单元，包括：压力容器外壳单元，具有容纳电解槽本体的封闭空间；电解槽本体，具有两个，两个电解槽本体沿轴向依次位于压力容器外壳单元内，且两个电解槽本体于电路上并联分布。电解槽系统，由若干个电解槽单元串联而成。本发明专利技术通过对结构的升级改造，采用串并联结合的方式，实现了多台设备合理布局和使用，相对于单纯的多台设备更加便携也更安全，极大的扩充了产能。极大的扩充了产能。极大的扩充了产能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽单元及系统


[0001]本专利技术属于制氢电解槽
，涉及一种电解槽单元及系统。

技术介绍

[0002]当前，氢能产业链火热发展，由此也带动了制氢环节的快速成长；而双碳目标的提出使“绿氢”成为减碳脱碳的重要途径。其中，电解水制氢是重要的制取绿氢的方法，电解水制氢规模的提升，也使电解槽市场迅速增长。
[0003]绿氢在制造成本上居高不下的主要原因是电价和电解水制氢系统，电解槽作为可再生能源大规模制氢的关键装备，在制氢系统总成本中的占比近50％。因此，以电解槽为代表的氢能设备，对于制氢成本的降低起着关键性的作用。
[0004]电解水制氢，是指在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，其原理是，在阴极水分子被分解为H
+
和OH
‑
，H
+
得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子(H2)；OH
‑
则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜，到达阳极，在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子，整个过程可实现零排放。
[0005]目前的电解槽发展速度还较为迟缓，之前的电解槽都属于中小型化且基本都在室内，如航天制氢、潜艇制氧、核电或火电机组冷却制氢，用量比较少。但是，现在应用于绿色能源达到吨级，成百千倍增。目前的电解槽都是单台设备，单台设备会按照压力容器规范进行测试，符合要求才能出厂，由于电压不能无限制调高，电极板数量就限制在一定数量以内，为了扩大产能只能将多台设备联用，多台设备在一起使用时需要进行内部协调，各台设备之间还要协调好液体和气体管路。因此，极大的限制了产能的扩大。

技术实现思路

[0006]根据以上现有技术的不足，本专利技术提供一种电解槽单元及系统，通过对结构的升级改造，采用串并联结合的方式，实现了多台设备合理布局和使用，相对于单纯的多台设备更加便携也更安全，极大的扩充了产能。
[0007]本专利技术所述的一种电解槽单元，包括：
[0008]压力容器外壳单元，具有容纳电解槽本体的封闭空间；
[0009]电解槽本体，具有两个，两个电解槽本体沿轴向依次位于压力容器外壳单元内，且两个电解槽本体于电路上并联分布或分别接一外部电源。
[0010]作为优选方案，所述电解槽单元主要有以下两种实现方式，但不局限于此：
[0011]所述电解槽单元的第一种实现方式，所述压力容器外壳单元包括壳体A以及壳体A两侧分别通过第一法兰连接的端盖，两个所述电解槽本体中位于内侧的端板通过碟簧间隙设置；
[0012]两个所述电解槽本体中位于内侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源正极，两个所述电解槽本体中位于外侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源负极；
[0013]位于碟簧位置处的壳体A顶部分别开设氧气出口和氢气出口，底部分别开设电解
液进口和电解液出口；两个所述电解槽本体中位于内侧的端板上均设置有电解液进口且通过管道连接至壳体A上的电解液进口、均设置有电解液出口且通过管道连接至壳体A上的电解液出口、均设置有氧气出口且通过管道连接至壳体A上的氧气出口、均设置有氢气出口且通过管道连接至壳体A上的氢气出口。
[0014]更进一步的，该电解槽单元还包括连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳单元内；所述连接组件也可以有两种实现形式，但不局限于此。第一种，所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于外侧的端板相配合；所述连接组件包括勾圈、第二法兰和可调螺杆，所述勾圈焊接于相邻的壳体A的开口端面上，所述第二法兰具有一环状凹槽且与勾圈的勾头相互配合，所述第二法兰沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。更进一步的，所述第二法兰的环状凹槽与勾圈的勾头的配合面为斜面，且与竖向截面呈20
‑
30度角。经计算，在此角度下，方便安装和拆卸，并且倾斜角度又能确保两者的勾合强度。更进一步的，所述第二法兰为分体法兰，便于安装或拆卸。第二种，所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于外侧的端板相配合；所述连接组件包括挡圈和可调螺杆，所述壳体A两侧的开口端面沿周向设置有卡槽，所述挡圈卡接于相对应的卡槽内，所述挡圈沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。在上述的连接组件两种实现形式中，端板上可以设置与可调螺杆数量相对应的内置有碟簧的碟簧套管，可调螺杆插入碟簧套管内与碟簧相配合，可以更好的起到减震导向的作用。
[0015]所述电解槽单元的第二种实现方式，所述压力容器外壳单元依次包括壳体B、壳体C和壳体D，所述壳体C两侧分别通过第一法兰与壳体B、壳体D连接，所述壳体B和壳体D内分别容纳有一电解槽本体，
[0016]两个所述电解槽本体中位于内侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源负极，两个所述电解槽本体中位于外侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源正极；
[0017]所述壳体B和壳体D的端侧上端均开设有氧气出口和氢气出口，且与相邻的电解槽本体中位于外侧端板上的氧气出口和氢气出口通过管道对应连通，所述壳体B和壳体D的端侧下端均开设有电解液进口和电解液出口，且与相邻的电解槽本体中位于外侧端板上的电解液进口和电解液出口通过管道对应连通。
[0018]更进一步的，该电解槽单元还包括连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳单元内；所述连接组件也可以有两种实现形式，但不局限于此。第一种，所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于内侧的端板相配合；所述连接组件包括勾圈、第二法兰和可调螺杆，所述勾圈焊接于壳体B和壳体D位于内侧的开口端面上，所述第二法兰具有一环状凹槽且与勾圈的勾头相互配合，所述第二法兰沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。更进一步的，所述第二法兰的环状凹槽与勾圈的勾头的配合面为斜面，且与竖向截面呈20
‑
30度角。经计算，在此角度下，方便安装和拆卸，并且倾斜角度又能确保两者的勾合强度。更进一步的，所述第二法兰为分体法兰，便于安装或拆卸。第二种，所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于内侧的端板相配合；所述连接组件包括挡圈和可调螺杆，所述壳体B和壳体D位于内侧的开口端面沿周向设置有卡槽，
所述挡圈卡接于相对应的卡槽内，所述挡圈沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。在上述的连接组件两种实现形式中，端板上可以设置与可调螺杆数量相对应的内置有碟簧的碟簧套管，可调螺杆插入碟簧套管内与碟簧相配合，可以更好的起到减震导向的作用。
[0019]更进一步的，在上述两种电解槽单元的实现方式中，所述压力容器外壳单元内部涂覆有绝缘涂层。防止电解槽本体漏液后和压力容器外壳单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽单元，其特征在于，包括：压力容器外壳单元，具有容纳电解槽本体的封闭空间；电解槽本体，具有两个，两个电解槽本体沿轴向依次位于压力容器外壳单元内，且两个电解槽本体于电路上并联分布或分别接一外部电源。2.根据权利要求1所述的一种电解槽单元，其特征在于，所述压力容器外壳单元包括壳体A以及壳体A两侧分别通过第一法兰连接的端盖，两个所述电解槽本体中位于内侧的端板通过碟簧间隙设置；两个所述电解槽本体中位于内侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源正极，两个所述电解槽本体中位于外侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源负极；位于碟簧位置处的壳体A顶部分别开设氧气出口和氢气出口，底部分别开设电解液进口和电解液出口；两个所述电解槽本体中位于内侧的端板上均设置有电解液进口且通过管道连接至壳体A上的电解液进口、均设置有电解液出口且通过管道连接至壳体A上的电解液出口、均设置有氧气出口且通过管道连接至壳体A上的氧气出口、均设置有氢气出口且通过管道连接至壳体A上的氢气出口。3.根据权利要求2所述的一种电解槽单元，其特征在于，该电解槽单元还包括连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳单元内；所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于外侧的端板相配合；所述连接组件包括勾圈、第二法兰和可调螺杆，所述勾圈焊接于相邻的壳体A的开口端面上，所述第二法兰具有一环状凹槽且与勾圈的勾头相互配合，所述第二法兰沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。4.根据权利要求2所述的一种电解槽单元，其特征在于，该电解槽单元还包括连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳单元内；所述连接组件设置有两个，分别与两个所述电解槽本体中位于外侧的端板相配合；所述连接组件包括挡圈和可调螺杆，所述壳体A两侧的开口端面沿周向设置有卡槽，所述挡圈卡接于相对应的卡槽内，所述挡圈沿周向设置有若干个螺纹孔，每个螺纹孔内螺纹连接有可调螺杆，所述可调螺杆的一端与相邻的电解槽本体的端板相抵触，另一端为调节端。5.根据权利要求1所述的一种电解槽单元，其特征在于，所述压力容器外壳单元依次包括壳体B、壳体C和壳体D，所述壳体C两侧分别通过第一法兰与壳体B、壳体D连接，所述壳体B和壳体D内分别容纳有一电解槽本体，两个所述电解槽本体中位于内侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源负极，两个所述电解槽本体中位于外侧的端板均通过金属接线板电连接外部电源正极；所述壳体B和壳体D的端侧上端均开设有氧气出口和氢气出口，且与相邻的电解槽本体中位于外侧端板上的氧气出口和氢气出口通过管道对应连通，所述壳体B和壳体D的端侧下端均开设有电解液进口和电解液出口，且与相邻的电解槽本体中位于外侧端板上的电解液进口和电解液出口通过管道对应连通。6.根据权利要求5所述的一种电解槽单元，其特征在于，该电解槽单元还包括连接组件，其用于将电解槽本体固定于压力容器外壳单元内；所述连接组件设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳，
申请(专利权)人：扬州乐道能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：