本技術(shù)涉及新能源，尤其涉及一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯。

背景技術(shù)：

1、氫能作為一種清潔能源的潛力日益被重視。電解水制氫技術(shù)因其成熟、穩(wěn)定而被廣泛應(yīng)用。電解水制氫系統(tǒng)由電解槽、氣液分離系統(tǒng)、純化系統(tǒng)、配液系統(tǒng)、控制柜、電源系統(tǒng)、儀表裝置及安全輔助系統(tǒng)。基本工藝流程為：電解液通過(guò)泵加壓進(jìn)入電解槽，在直流電的電解下產(chǎn)生氫氣及氧氣。氫氣液混合物和氧氣液混合物分別通過(guò)管道進(jìn)入分離系統(tǒng)各自的氣液分離器中，將氣體和電解液分離，分離后的氫氣進(jìn)入到純化系統(tǒng)中進(jìn)一步脫水和脫氧。分離出來(lái)的電解液由泵循環(huán)回電解槽繼續(xù)使用。目前，氣液分離器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要靠重力沉降和絲網(wǎng)攔截進(jìn)行分離，其分離效率低，氣體帶液量大，極大的增加了純化系統(tǒng)的能耗及電解液的消耗。

2、為了解決氣液分離器分離效率低的問(wèn)題，提出了一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其主要用于氣液分離器的精密分離段。采用凝聚分離和重力沉降原理，對(duì)電解制氫系統(tǒng)產(chǎn)生的氣液兩相混合物中10um以下的微小液滴進(jìn)行精密分離，最終達(dá)到出口氣體含液率小于5mg/nm3。該氣液分離濾芯具有結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)勢(shì)，可以有效地提高氣液分離器的性能，對(duì)于提高電解水制氫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性具有促進(jìn)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，采用凝聚分離和重力沉降原理，對(duì)電解制氫系統(tǒng)產(chǎn)生的氣液兩相混合物中10um以下的微小液滴進(jìn)行精密分離，最終達(dá)到出口氣體含液率小于5mg/nm3。該氣液分離濾芯具有結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高及壓損小等優(yōu)勢(shì)，可以有效地提高氣液分離器的性能。

2、一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，包括卡箍a、密封膠、內(nèi)筒體、氣液過(guò)濾層、中筒體、液相沉降層、外筒體、卡箍b及密封圈。

3、進(jìn)一步的，所述的卡箍a為中空結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為304不銹鋼。

4、進(jìn)一步的，所述的密封膠為聚氨酯密封膠，用于密封和粘結(jié)氣液過(guò)濾層和液相沉降層。

5、進(jìn)一步的，所述的氣液過(guò)濾層由雙層不銹鋼金屬絲網(wǎng)包夾多層具有納米疏水涂層的聚酯纖維布折疊而成。

6、進(jìn)一步的，所述的液相沉降層由1層具有納米疏水涂層的多孔聚酯纖維棉氈纏繞而成。

7、進(jìn)一步的，所述的卡箍b為中空或封閉結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為304不銹鋼。

8、進(jìn)一步的，所述的密封圈的材質(zhì)為硅橡膠或氟橡膠，密封結(jié)構(gòu)形式為o型圈或平墊。

9、進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型的可實(shí)施方案中，所述的卡箍a中填充聚氨酯密封膠，首先將內(nèi)筒體、氣液過(guò)濾層、中筒體、液相沉降層及外筒體依次插入卡箍a內(nèi)靜置10分鐘后成為一體，然后倒置插入填充聚氨酯密封膠的卡箍b中，調(diào)整高度尺寸、平行度及垂直度參數(shù)至設(shè)定值后，靜置1小時(shí)固化。密封圈通過(guò)聚氨酯密封膠粘結(jié)在卡箍a和卡箍b的端面。

10、所述的氣液分離器中經(jīng)過(guò)一次分離后含有10um以下的微小液滴的氣液混合物進(jìn)入到氣液分離濾芯的內(nèi)部，氣液過(guò)濾層采用碰撞、攔截、靜電吸附及布朗運(yùn)動(dòng)原理將氣液兩相混合物中10um以下的微小液滴凝聚成100um以上的中大液滴。液相沉降層采用攔截過(guò)濾、壓力脫附和重力沉降原理將100um以上中大液滴分離出來(lái)后聚集在外筒體底部析出，最終達(dá)到出口氣體含液率小于5mg/nm3。

11、本實(shí)用新型的有益效果：

12、本實(shí)用新型，相較于傳統(tǒng)的分離濾芯，采用具有納米疏水涂層的聚酯纖維作為凝聚過(guò)濾層和液相沉降層，綜合利用碰撞、攔截、靜電吸附及布朗運(yùn)動(dòng)原理針對(duì)微小液滴凝聚長(zhǎng)大為中大液滴，再采用攔截過(guò)濾、壓力脫附和重力沉降原理將中大液滴分離出來(lái)，最終達(dá)到出口氣體含液率小于5mg/nm3。該氣液分離濾芯具有結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高及壓損小等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其特征在于，包括卡箍a(01)、密封膠(02)、內(nèi)筒體(03)、氣液過(guò)濾層(04)、中筒體a(05)、中筒體b(06)、液相沉降層(07)、外筒體(08)、卡箍b(09)及密封圈(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其特征在于，所述的密封膠(02)為聚氨酯密封膠，用于密封和粘結(jié)氣液過(guò)濾層和液相沉降層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其特征在于，所述的氣液過(guò)濾層(04)由2層不銹鋼金屬絲網(wǎng)包夾3層具有納米疏水涂層的聚酯纖維布折疊而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其特征在于，所述的液相沉降層(07)由1層具有納米疏水涂層的多孔聚酯纖維棉氈纏繞而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，其特征在于，所述的密封圈(10)的材質(zhì)為硅橡膠或氟橡膠，密封結(jié)構(gòu)形式為o型圈或平墊。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電解水制氫的氣液分離濾芯，包括卡箍A、密封膠、內(nèi)筒體、氣液過(guò)濾層、中筒體、液相沉降層、外筒體、卡箍B及密封圈；氣液過(guò)濾層由多層具有納米疏水涂層的聚酯纖維布折疊而成，采用碰撞、攔截、靜電吸附及布朗運(yùn)動(dòng)原理將氣液兩相混合物中10um以下的微小液滴凝聚成100um以上的中大液滴；液相沉降層由具有納米疏水涂層的多孔聚酯纖維棉氈纏繞而成，采用攔截過(guò)濾、壓力脫附和重力沉降原理將100um以上中大液滴分離出來(lái)，最終達(dá)到出口氣體含液率小于5mg/Nm<supgt;3</supgt;；分離的液體通過(guò)排液管輸送回電解制氫系統(tǒng)中循環(huán)利用。該氣液分離濾芯具有結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高及壓損小等優(yōu)勢(shì)，可以有效地提高氣液分離器的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：程龍,王偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安斯優(yōu)派環(huán)保科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240520
技術(shù)公布日：2025/1/6