制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法与流程

1.本发明涉及制氢设备领域，尤其涉及一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法。


背景技术：

2.目前氢气作为一种清洁的化学气体被广泛地应用在不同的领域。目前制氢设备大多都采用电解电解液制备氢气。电解液在被电解的过程中，会产生氢气，而由于电解液会随着氢气一起流动，从而给氢气的提纯带来较大的困扰。
3.现有技术中，在电解液电解后，通过普通的气液分离器来对混合流体进行分离，而分离后的流体中还是存在较多雾状的电解质，这些雾状的电解质将会随着氢气一起流动，尤其是在碱性电解水制氢设备中。为此，经过所述气液分离器分离后的流体必须还要经过洗涤器洗涤，以去除流体中少量的电解液，或者通过冷却器冷却，以滞留流体中的电解液。
4.例如，公告号为cn112755594a的中国发明专利，公开了“一种气液分离器”，其通过在气液分离器的腔体内设置包括旋流破泡装置、除雾分离装置、消泡桨和泡沫缓冲室等功能构件加强气液分离效果。此种气液分离器对气液混合的电解液中泡沫的去除较为有效，但是泡沫在破裂时会释放较多的雾滴，由于在制氢设备中，流经气液分离器的流体具有一定的流速，因此，这些雾滴状态的电解质会随气体一起流走，因此，为了得到高纯度的氢气，还必须继续对流体进行分离处理。换句话说，现有技术中的气液分离器无法通过一个设备得到高纯度的氢气。而如果采用多个设备以将多个工艺结合，则势必会导致设备的占用空间增加。
5.此外，通常为了将雾状的电解液和气态的氢气分开，通常情况下，会在气液流经的路径上设置除去雾状电解液的丝网除沫器，而滞留在丝网除沫器上的除了雾状电解液之外，还可能会有一些细小的电解液颗粒，尤其是碱性微颗粒，这种微小颗粒如果不及时地除去，势必会使丝网除沫器被固体和雾状电解液凝结成的液体堵塞，从而影响气液分离的效果。


技术实现要素：

6.本发明的一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中通过丝网疏通组件能够自动地清除丝网除沫器上堆积的液滴和细微颗粒。
7.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中通过所述气液分离装置，能够降低待分离的混有雾状电解液的氢气流速，从而减少混有雾状电解液的氢气中的电解液随气体流走，从而提高氢气和电解液的分离效果，得到更高纯度的氢气。
8.本发明的一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置具有较小的体积，且能够通过单个较小体积的所述气
液分离装置实现氢气和电解液的高效分离。
9.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置通过布置在一个较小空间内的多个组件，实现了单个设备集成多个氢气和电解液的分离工艺，进而使得所述气液分离装置的占用空间急剧减小，而且还具有良好的分离效果。
10.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置能够在分离氢气和电解液时，对挥发的混有雾状电解液的氢气通过清水进行洗涤，从而滞留混有雾状电解液的氢气中的电解液。
11.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置能够自动地将洗涤所述电解液的清水保持在含较低电解液的浓度，从而可以有效地减少电解液溶解在所述清水中随氢气挥发。
12.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置能够自动地将洗涤所述电解液的清水保持在较低的温度，从而可以有效地减少电解液溶解在所述清水中随氢气挥发。
13.本发明的另一个优势在于提供一种制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其中所述气液分离装置能够将分离出的电解液保持在较低的温度，从而防止分离出的所述电解液再次挥发而溶入待分离的所述混有雾状电解液的氢气中。
14.为达到本发明以上至少一个优势，本发明提供一种气液分离装置，所述气液分离装置包括：至少一丝网除沫器；一罐体，其中所述罐体的中部形成一进口，其中所述罐体的顶部形成一氢气出口，其中所述罐体内还形成与所述进口和所述氢气出口连通的一处理腔；一降流组件，其中所述降流组件形成于所述处理腔，并保持在所述进口的上方，其中所述降流组件在位于所述进口上方部分的所述处理腔形成一降流空间和一隔流腔，并且所述降流组件在下方形成一气液初分离空间，其中所述降流组件形成至少一连通孔和一连通通道，其中所述隔流腔被设置通过至少一个所述连通孔与所述降流空间连通，其中所述气液初分离空间通过所述连通通道与所述隔流腔连通，其中所述降流空间被设置与所述氢气出口连通，所述降流空间和所述隔流腔同轴地形成在所述处理腔，所述连通通道的内壁形成一变径部，其中所述变径部的截面直径大于所述连通通道其它部位的截面直径；一丝网疏通组件，所述丝网疏通组件包括一导杆、一弹性件以及一止挡件，所述导杆被设置沿着所述连通通道的轴向方向延伸，且所述导杆具有一高端部和一低端部，所述止挡件被固定于所述连通通道，且所述止挡件的中部形成至少一连通窗，以与所述连通通道连通，所述导杆的所述低端部被抵压在所述止挡件；一安装件，其中所述安装件被设置在所述变径部形成的部分所述连通通道，其中所述安装件的中部沿着轴向向下形成一安装腔，其中所述导杆的所述高端部被可滑动地插入所述安装腔，其中所述弹性件被设置于所述安装腔并介于所述安装件和所述导杆的所述高端部之间，以使所述导杆趋向于沿轴向向下运动而抵压在所述止挡件上，至少一个所述丝网除沫器被安装于所述导杆且一部分位于所述连通通道的所述变径部，所述安装件的中部也形成有与所述连通通道连通的至少一开窗。
15.根据本发明一实施例，所述降流组件包括一横向分隔壁以及一分隔筒，其中所述横向分隔壁的边沿被密封地安装于形成所述处理腔的所述罐体的内壁，以将所述处理腔分隔为一上部空间和所述气液初分离空间，所述分隔筒具有一竖向侧壁和一顶密封壁，其中所述竖向侧壁朝向顶部所述氢气出口延伸，其中所述顶密封壁被设置封盖所述竖向侧壁的顶部，其中所述竖向侧壁与所述顶密封壁、所述横向分隔壁以及形成所述处理腔的所述罐体的内壁之间在所述上部空间形成所述降流空间，用以盛放清水，所述竖向侧壁底部形成所述连通孔，所述分隔筒的所述竖向侧壁和所述顶密封壁与所述横向分隔壁之间形成所述隔流腔。
16.根据本发明一实施例，所述降流组件包括一连通件，其中所述连通件的底部被设置于所述横向分隔壁的中部，且朝向所述隔流腔延伸，并且所述连通件在中部形成所述连通通道，所述连通件沿着竖向方向延伸，并在连通件端部于所述隔流腔内形成一出气口。
17.根据本发明一实施例，所述连通件顶部被设置穿过所述顶密封壁后继续延伸预定高度，再次弯折穿过所述顶密封壁而使所述出气口自上而下地保持在所述隔流腔中。
18.根据本发明一实施例，所述气液分离装置包括一布气板，其中所述布气板被设置正对所述出气口。
19.根据本发明一实施例，所述气液分离装置包括一电解液滞留组件，其中所述电解液滞留组件包括一第一降温构件，其中所述第一降温构件包括一第一热交换件，其中所述第一热交换件被设置于所述降流空间，并且所述罐体上形成一第一冷媒进口和一第一冷媒出口。
20.根据本发明一实施例，所述气液分离装置包括一换液组件，所述换液组件包括至少一溢流管，所述罐体形成至少一个与所述降流空间连通的一换液进口，所述溢流管的顶端距离所述氢气出口的竖向距离大于所述连通件的最高部位距离所述氢气出口的竖向距离，所述溢流管的底部延伸至所述罐体的所述处理腔底部。
21.根据本发明一实施例，所述气液分离装置包括一初分离件，其被设置为沿着所述罐体形成所述处理腔内壁螺旋上升且截面尺寸逐渐增大的螺旋体，所述螺旋体被设置于所述气液初分离空间，且自下而上地布置，并形成一螺旋初分离通道，并且在所述螺旋体中间形成截面尺寸由下向上逐渐减小的一升流通道，所述气液分离装置还包括一第一分隔件和一第二分隔件，其中所述第一分隔件被设置于所述处理腔，且低于所述进口的位置，其中所述第二分隔件被设置在所述气液初分离空间且高于所述螺旋体顶部的位置，所述第一分隔件中部形成一中通通道，其中所述中通通道被设置伸入到所述处理腔底部的电解液中，所述第二分隔件中部沿轴向形成一中部通道，其中所述中部通道被自上而下地连通于所述升流通道，所述第二分隔件中部沿轴向形成一负压通道，其中所述负压通道与所述升流通道也连通，其中所述中部通道被设置与所述升流通道同轴，所述负压通道被设置偏离所述升流通道的轴向，且所述负压通道的底部向下延伸至所述螺旋初分离通道的底端，所述进口被设置从与所述罐体的切线方向与所述螺旋初分离通道的底端连通。
22.根据本发明的另一个方面，为达到以上至少一个优势，本发明提供一种制氢设备，所述制氢设备包括：至少一供液组件，所述供液组件包括一电解池和向所述电解池供电解液的供液构件；
至少一电解组件，用于电解位于所述电解池中的电解液；以及如上任一所述气液分离装置，所述进口与所述电解池连通，用于分离电解后形成的混有雾状电解液的氢气。
23.根据本发明的另一个方面，为达到以上至少一个优势，本发明提供一种电解液和氢气的分离方法，其通过如上任一所述气液分离装置处理，其中所述氢气的分离方法包括以下步骤：将混有雾状电解液的氢气通过所述进口通入所述处理腔中；通过所述降流组件所形成的所述降流空间中的清水抵消部分所述混有雾状电解液的氢气的气压，以降低流入所述处理腔中的所述混有雾状电解液的氢气的流速，并洗涤所述混有雾状电解液的氢气，其中所述降流组件设置在所述处理腔且位于所述进口上方。
附图说明
24.图1示出了本发明制氢设备的示意图。
25.图2示出了本发明所述气液分离装置的立体图。
26.图3示出了本发明所述气液分离装置的俯视图。
27.图4示出了图3中a-a方向的剖视图。
28.图5示出了图4中c部分的放大图。
29.图6示出了本发明所述气液分离装置切开后一部分结构的立体图。
30.图7示出了本发明所述气液分离装置一个状态下的示意图。
31.图8示出了本发明所述气液分离装置另一个状态下的示意图。
32.图9示出了本发明所述气液分离装置的第二个实施例的剖开后的立体图。
33.图10示出了本发明所述气液分离装置的第二个实施例的俯视图。
34.图11示出了图10中b-b方向的剖视图。
35.图12示出了图11中d部分的放大图。
36.图13示出了本发明所述气液分离装置的第二个实施例的部分结构的立体图。
实施方式
37.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
38.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
39.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
40.参考图1至图8，依本发明一较佳实施例的一制氢设备将在以下被详细地阐述，其中所述制氢设备可通过电解电解液而形成氢气。所述制氢设备包括至少一电解组件200、至少一供液组件300以及一气液分离装置400。
41.所述供液组件300包括一电解池和向所述电解池供电解液的供液构件，其中所述供液构件包括泵体、管道。所述电解组件200被设置能够对位于所述电解池中的电解液进行电解，从而形成氢气。
42.所述气液分离装置400被连通于所述电解池，用以分离自所述电解池在电解时挥发形成的混有雾状电解液的氢气，并将分离后的电解液回流至所述电解池。
43.优选地，电解时挥发形成的混有雾状电解液的氢气通过一泵体800被快速地输送至所述气液分离装置400。
44.具体地，所述气液分离装置400包括一罐体10，其中所述罐体10的中部形成一进口101，其中所述罐体10的顶部形成一氢气出口102，其中所述罐体10内还形成与所述进口101和所述氢气出口102连通的一处理腔103。
45.所述气液分离装置400还包括一降流组件20，其中所述降流组件20形成于所述处理腔103，并保持在所述进口101的上方，其中所述降流组件20在位于所述进口101上方部分的所述处理腔103形成一降流空间10301和一隔流腔10302，并且所述降流组件20被设置在所述处理腔103中，且在下方形成一气液初分离空间10303。
46.所述降流组件20形成至少一连通孔201和一连通通道202，其中所述隔流腔10302被设置通过至少一个所述连通孔201与所述降流空间10301连通，其中所述气液初分离空间10303通过所述连通通道202与所述隔流腔10302连通，其中所述降流空间10301被设置与所述氢气出口102连通。
47.值得一提的是，所述降流空间10301中被预先装有预定量的清水，其中所述连通孔201被设置能够被所述清水淹没。这样一来，当需要分离的混有雾状电解液的氢气经由所述进口101进入所述处理腔103后，具有预定流速的流体在经过所述气液初分离空间10303被初步分离后，经由所述连通通道202流向所述隔流腔10302。而由于所述降流空间10301中的所述清水堵塞了所述混有雾状电解液的氢气流经的通道，因此，所述清水在所述降流空间10301中的液位升高，并且所述清水的重量适于在述降流空间10301中的液位升高后，暴露出所述连通孔201，以使所述混有雾状电解液的氢气能够不断地经由所述连通孔201进入位于所述降流空间10301中所述清水中被洗涤。这样一来，由于所述清水封堵了所述雾状电解液的氢气的流通路径，从而可以降低流入所述处理腔103中的所述雾状电解液的氢气的流速，并能够同时对其进行洗涤，因此，所述混有雾状电解液的氢气在流至所述降流空间10301后，流速被急剧地降低，从而使所述混有雾状电解液的氢气中所述电解液能够缓慢地混入所述清水中，与此同时，由于氢气趋向于向上运动，从而使得经过洗涤后的所述氢气能够从所述氢气出口102流出，以得到分离提纯后的所述氢气。值得一提的是，雾状的所述电解液在被所述清水洗涤时，在所述清水的压力下破裂稀释，且又由于流速被降低，因此，经过所述清水洗涤后向上流动的气体中即为高纯度的氢气。
48.更具体地，所述降流组件20包括一横向分隔壁21以及一分隔筒22，其中所述横向分隔壁21的边沿被密封地安装于形成所述处理腔103的所述罐体10的内壁，以将所述处理腔103分隔为一上部空间10304和所述气液初分离空间10303。
49.所述分隔筒22具有一竖向侧壁221和一顶密封壁222，其中所述竖向侧壁221朝向顶部所述氢气出口102延伸，其中所述顶密封壁222被设置封盖所述竖向侧壁221的顶部，这样一来，所述竖向侧壁221与所述顶密封壁222、所述横向分隔壁21以及形成所述处理腔103的所述罐体10的内壁之间在所述上部空间10304形成所述降流空间10301，用以盛放所述清水。
50.此外，所述竖向侧壁221底部形成所述连通孔201。优选地，所述竖向侧壁221底部侧壁沿圆周方向均匀地布置有所述连通孔201。
51.值得一提的是，所述分隔筒22 的所述竖向侧壁221和所述顶密封壁222与所述横向分隔壁21之间形成所述隔流腔10302。与此同时，所述横向分隔壁21中部形成与所述隔流腔10302连通的所述连通通道202。
52.本领域技术人员能够理解的是，通过将所述降流空间10301和所述隔流腔10302同轴地形成在所述处理腔103中，且所述降流空间10301和所述隔流腔10302沿径向布置，这样的布置，不仅能够将实现气液分离、洗涤组件集合在所述处理腔103内，还能够有效地减少所述气液分离装置400占据的空间。
53.在另一个优选实施例中，所述降流组件20还包括一连通件23，其中所述连通件23的底部被设置于所述横向分隔壁21的中部，且朝向所述隔流腔10302延伸，并且所述连通件23在中部形成所述连通通道202。所述连通件23沿着竖向方向延伸以在所述连通件23端部于所述隔流腔10302内形成一出气口2301。
54.也就是说，所述出气口2301被设置在低于所述顶密封壁222的位置。
55.而作为优选地，在另一个实施例中，所述连通件23顶部被设置穿过所述顶密封壁222后继续延伸预定高度，再次弯折穿过所述顶密封壁222而使所述出气口2301自上而下地保持在所述隔流腔10302中。值得一提的是，所述顶密封壁222和所述连通件23和之间保持密封。
56.值得一提的是，所述连通件23顶部距离所述氢气出口102的竖向距离小于保持在所述降流空间10301中的所述清水液面顶部竖向距离所述氢气出口102的距离。这样一来，在流入所述处理腔103中的气压压力下降时，可以有效地防止位于所述降流空间10301中的所述清水倒灌至所述隔流腔10302。
57.优选地，所述气液分离装置400还包括一布气板500，其中所述布气板500被设置正对所述出气口2301。这样一来，就可以使得所述混有雾状电解液的氢气能够被所述布气板500均匀地导向所述竖向侧壁221上底部的所述连通孔201，进而防止因气体分布不均而导致位于所述降流空间10301中的所述清水通过所述连通孔201回流至所述隔流腔10302内而淹没所述连通孔201，从而保证洗涤的所述混有雾状电解液的氢气中所述电解液的效果。
58.作为优选地，所述气液分离装置400还包括一电解液滞留组件30，其中所述电解液滞留组件30包括一第一降温构件31，其中所述第一降温构件31包括一第一热交换件311，其中所述第一热交换件311被设置于所述降流空间10301中，从而能够通过热交换的方式使位于所述降流空间10301中的所述清水的温度降低，进而使所述混有雾状电解液的氢气中的所述电解液在被位于所述降流空间10301中的清水滞留时，能够被冷凝，与此同时还能够降低溶解在所述清水中所述电解液的挥发速度。
59.优选地，所述第一降温构件31还包括一第一引导泵312和一第一冷凝器313，其中
所述第一引导泵312、所述第一冷凝器313以及所述第一降温构件311被相互连通，其中所述第一引导泵312被设置引导冷媒不断地经由所述第一冷凝器313降温后流向所述第一热交换件311，从而使所述第一热交换件311能够通过热交换的方式将位于所述降流空间10301中的所述清水温度保持在适于冷凝所述混有雾状电解液的氢气中的所述电解液的温度。优选地，所述第一降温构件31被设置于所述处理腔103，所述罐体10上形成一第一冷媒进口31101和一第一冷媒出口31102。所述第一冷媒进口31101和所述第一冷媒出口31102被连通于所述第一引导泵312和所述第一冷凝器313。
60.更进一步地，所述气液分离装置400还包括一换液组件40，其中所述换液组件40包括至少一循环泵41和一组循环管42。所述气液分离装置400形成与所述降流空间10301连通的一换液进口401和与所述降流空间10301连通的一换液出口。所述循环泵41被设置连通于一组所述循环管42，其中一个所述循环管42通过所述换液进口401与所述清水水源连通，其中一个所述循环管42通过与所述换液出口连通，并连通于所述循环泵41，而将位于所述降流空间10301中的液体导出。在一个优选实施例中，所述换液进口401和所述换液出口都由形成所述上部空间10304的所述罐体10形成。
61.通过这样的方式，能够使位于所述降流空间10301中的所述清水在洗涤完所述混有雾状电解液的氢气时，依旧能够保持较低浓度含量的电解液，进而可以有效地防止过多地所述电解液随着所述清水挥发再次混入经过洗涤后的氢气中。
62.尤其值得一提的是，通过所述换液组件40和所述电解液滞留组件30的所述第一降温构件31的配合，能够分离得到纯度较高的所述氢气。
63.在另一个实施例中，所述换液组件40包括至少一溢流管43。在本实施例中，所述罐体10形成至少一个与所述降流空间10301连通的所述换液进口401。
64.在本实施例中，所述溢流管43被设置穿过所述横向分隔壁21，并且所述溢流管43的顶端距离所述氢气出口102的竖向距离大于所述连通件23的最高部位距离所述氢气出口102的竖向距离。这样一来，在向所述降流空间10301导入清水的过程中，位于所述降流空间10301中的所述清水的液面不会高于所述溢流管43的顶端，进而可以有效地防止所述清水因溶解的所述电解液过多而导致液面过高而回流至所述隔流腔10302，从而避免淹没所述连通孔201。
65.所述溢流管43的底部延伸至所述罐体10的所述处理腔103底部。
66.在一个实施例中，所述气液分离装置400包括一初分离件50，其中所述初分离件50的一端形成所述进口101，并沿横向延伸地保持在所述处理腔103中。所述初分离件50的侧部布置有一组通气孔501。值得一提的是，当所述混有雾状电解液的氢气经由所述进口101进入所述初分离件50时，所述混有雾状电解液的氢气中的雾状电解液受到所述初分离件50管壁的阻挡和冷却，将会在所述初分离件50内形成液滴，而液体通过所述通气孔501，将会下落至所述处理腔103底部。
67.由于所述通气孔501被设置于所述初分离件50的侧部，因此，液滴在重力作用下会滑离所述通气孔501，进而有效地防止液滴在所述通气孔501聚集而堵塞所述通气孔501。
68.优选地，所述电解液滞留组件30还包括一第二降温构件32，所述第二降温构件32包括一第二热交换件321，其中所述第二降温构件32的所述第二热交换件321被设置在所述处理腔103底部，用以为沉积在所述处理腔103底部的液体电解液降温，从而有效地防止滴
落于所述处理腔103底部的所述电解液再次挥发而混入气体中。
69.具体地，所述第二降温构件32包括一第二引导泵322和一第二冷凝器323，其中所述第二引导泵322、所述第二冷凝器323以及所述第二降温构件321被相互连通，其中所述第二引导泵322被设置引导冷媒不断地经由所述第二冷凝器323降温后流向所述第二热交换件321，从而使所述第二热交换件321能够通过热交换的方式将位于所述处理腔103底部中的所述电解液温度保持在低于挥发的温度。优选地，所述第二降温构件32被设置于所述处理腔103底部，所述罐体10上形成一第二冷媒进口32101和一第二冷媒出口32102。所述第二冷媒进口32101和所述第二冷媒出口32102被连通于所述第二引导泵322和所述第二冷凝器323。
70.优选地，所述罐体10在所述处理腔103底部形成与所述处理腔103连通的一电解液出口104。
71.值得一提的是，所述氢气出口102被连通于氢气储气罐。所述电解液出口104、所述换液组件40都被连通于所述供液组件300的所述供液构件。这样一来，不仅能够实现氢气和雾状所述电解液的分离，还能够实现所述电解液的回收循环利用。
72.更优选地，所述气液分离装置400还包括至少一丝网除沫器60，其中至少一个所述丝网除沫器60被设置在所述连通通道202。作为优选地，至少一个所述丝网除沫器60被设置在所述氢气出口102。
73.本领域技术人员可以理解的是，所述丝网除沫器60能够对雾状的所述电解液进行初次拦截。又由于所述氢气出口102也设置有所述丝网除沫器60，因此，在分离得到纯度较高的氢气时，还可以再次对达到的纯度较高的氢气进行拦截，从而进一步提高得到的所述氢气的纯度。
74.参考图9至图13，在一个变形实施例中，所述气液分离装置400还包括一丝网疏通组件70，其中至少一个所述丝网除沫器60通过所述丝网疏通组件70被可移动地安装于所述连通通道202。具体地，所述丝网除沫器60通过所述丝网疏通组件70被可移动地安装于所述连通件23形成的所述连通通道202。
75.尤其参考图11至13，具体地，所述丝网疏通组件70包括一导杆71、一弹性件72以及一止挡件73。所述导杆71被设置沿着所述连通通道202的轴向方向延伸，且所述导杆71具有一高端部711和一低端部712。与此同时，所述连通通道202的内壁形成一变径部24，其中所述变径部24的截面直径大于所述连通通道202其它部位的截面直径。
76.所述止挡件73被固定于所述连通通道202，且所述止挡件73的中部形成至少一连通窗7301，以与所述连通通道202连通。所述导杆71的所述低端部712被抵压在所述止挡件73。此外，所述变径部24形成的部分所述连通通道202内设置一安装件80，其中所述安装件80的中部沿着轴向向下形成一安装腔801，其中所述导杆71的所述高端部711被可滑动地插入所述安装腔801，其中所述弹性件72被设置于所述安装腔801并介于所述安装件80和所述导杆71的所述高端部711之间，以使所述导杆71趋向于沿轴向向下运动而抵压在所述止挡件73上。与此同时，至少一个所述丝网除沫器60被安装于所述导杆71且一部分位于连通通道202的所述变径部24。此外，所述安装件80的中部也形成有与所述连通通道202连通的至少一开窗802。
77.在正常地气液分离过程中，位于所述导杆71上的所述丝网除沫器60能够保持在所
述连通通道202中，且混有雾状电解液的氢气经过所述连通通道202时，能够被位于所述导杆71上的所述丝网除沫器60滤除。但是随着所述丝网除沫器60上沉积的液体的增多，且电解液中存在的细微颗粒堆积，一旦所述导杆71上的所述丝网除沫器60部分堵塞，则所述气液初分离空间10303中的气压会急剧地升高，而所述隔流腔10302内的气压依旧会减小，从而使得所述丝网除沫器60被推动而带动所述导杆71沿着所述安装腔801滑动，从而使得所述导杆71的所述低端部712远离所述止挡件73，并使得位于所述导杆71上的所述丝网除沫器60完全移动到所述变径部24形成的所述连通通道202，由于所述变径部24的截面直径大于安装于所述导杆71上的所述丝网除沫器60的截面直径，因此，位于所述气液初分离空间10303中的气体会迅速地经由所述丝网除沫器60与所述变径部24的内壁之间的间隙流向所述隔流腔10302中，相应地，所述气液初分离空间10303中的气压会急剧减小，对应地，在所述弹性件72的弹性作用力下，所述导杆71快速地复位，而使得所述导杆71的所述低端部712迅速地撞击所述止挡件73的中部，进而使得所述丝网除沫器60上堆积的液滴和细微的颗粒而能够在惯性和振动的作用下掉落，如此一来，所述气液分离器不仅能够自动地对位于所述连通通道202中的所述丝网除沫器60进行自动清理，而且还能够有效地防止因位于所述连通通道202中的所述丝网除沫器60堵塞而无法使所述气液分离器正常地工作。
78.作为优选地，所述丝网疏通组件70还包括一导向限位件74，其中所述导向限位件74具有与所述连通通道202连通的至少一窗口7401。所述导向限位件74被安装于所述导杆71的所述低端部712，并且外壁抵接在形成所述连通通道202的内壁，从而使得所述导杆71在移动时，移动方向保持在轴向上。
79.参考图9至图11，在一个变形实施例中，所述气液分离装置400包括一初分离件50，且被设置为沿着所述罐体10形成所述处理腔103内壁螺旋上升且截面尺寸逐渐增大的螺旋体。所述螺旋体被设置于所述气液初分离空间10303，且自下而上地布置，并形成一螺旋初分离通道5001，并且在所述螺旋体中间形成截面尺寸由下向上逐渐减小的一升流通道5002。
80.值得一提的是，所述进口101被设置从与所述罐体10的切线方向与所述螺旋初分离通道5001的底端连通，这样一来，当混有雾状电解液的氢气从所述进口101进入后，所述混有雾状电解液的氢气大部分能够沿着所述螺旋初分离通道5001绕行，从而延长所述混有雾状电解液的氢气初分离的时间和路径，以使得所述混有雾状电解液的氢气中的电解液能够长时间凝结而沿着所述螺旋初分离通道5001流向所述升流通道5002，并从所述升流通道5002落至所述处理腔103的底部。
81.与此同时，所述气液分离装置还包括一第一分隔件91和一第二分隔件92，其中所述第一分隔件91被设置于所述处理腔103，且低于所述进口101的位置，其中所述第二分隔件92被设置在所述气液初分离空间10303且高于所述螺旋体顶部的位置。
82.所述第一分隔件91中部形成一中通通道9101，其中所述中通通道9101被设置伸入到所述处理腔103底部的电解液中。设置的所述第一分隔件91能够减少沉积在所述处理腔103底部的所述电解液挥发的开口尺寸，进而减少电解液挥发。如图11所示，作为优选地，所述第一分隔件91被设置中部向所述处理腔103底部凹陷，从而使得进入所述处理腔103中的所述混有雾状电解液的氢气中凝结的液态电解液能够集中地通过所述第一分隔件91的所述中通通道9101流至所述处理腔103底部。
83.所述第二分隔件92中部沿轴向形成一中部通道9201，其中所述中部通道9201被自上而下地连通于所述升流通道5002，此外，所述第二分隔件92中部沿轴向形成一负压通道9202，其中所述负压通道9202与所述升流通道5002也连通，其中所述中部通道9201被设置与所述升流通道5002同轴，而所述负压通道9202被设置偏离所述升流通道5002的轴向，且所述负压通道9202的底部向下延伸至所述螺旋初分离通道5001的底端，所述进口101被设置从与所述罐体的切线方向与所述螺旋初分离通道5001的底端连通。
84.值得一提的是，所述气体被所述泵体800快速地从所述进口101导入时，由于流速较快，且所述负压通道9202的底部开口位于所述进口101进入气体的切线方向上，因此，气体在所述负压通道9202的底部开口的流速较快，根据文丘里效应，流速较快的流体，压强减小，因此会形成负压，从而能够将沉积在所述第二分隔件92上的液滴或者细微颗粒向下吸，从而使得沉积在所述第二分隔件92上的液滴或者细微颗粒能够经由所述负压通道9202掉落至所述处理腔103的底部。进一步地，所述第二分隔件92的所述升流通道5002顶部被封堵，且顶部侧壁朝径向延伸形成多个出气孔9203。通过这样的方式，使得所述混有雾状电解液的氢气在经由所述第二分隔件92时，需要变向，从而让所述混有雾状电解液的氢气中的电解液能够更多地被截留在所述第二分隔件92的顶部。而又由于所述负压通道9202形成的负压，因此，截留的电解液能够被吸至所述处理腔103底部。
85.根据本发明的另一个方面，依本发明一较佳实施例的一种氢气的分离方法将在以下被详细地阐述，其中所述氢气的分离方法包括以下步骤：s1001，将混有雾状电解液的氢气通过所述进口101通入所述处理腔103中；和s1002，通过所述降流组件20所形成的所述降流空间10301中的清水抵消部分所述混有雾状电解液的氢气的气压，以降低流入所述处理腔103中的所述混有雾状电解液的氢气的流速，并洗涤所述混有雾状电解液的氢气，其中所述降流组件20设置在所述处理腔103且位于所述进口101上方。
86.优选地，所述氢气的分离方法包括以下步骤：s1003，通过所述第一降温构件31保持所述清水的温度在一预设的低温下，以减少溶入清水中的所述电解液挥发。
87.优选地，所述氢气的分离方法包括以下步骤：s1004，通过所述换液组件40保持位于降流空间10301中的清水含有电解液的浓度在一预设的低浓度下。
88.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

技术特征：
1.气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括：至少一丝网除沫器；一罐体，其中所述罐体的中部形成一进口，其中所述罐体的顶部形成一氢气出口，其中所述罐体内还形成与所述进口和所述氢气出口连通的一处理腔；一降流组件，其中所述降流组件形成于所述处理腔，并保持在所述进口的上方，其中所述降流组件在位于所述进口上方部分的所述处理腔形成一降流空间和一隔流腔，并且所述降流组件在下方形成一气液初分离空间，其中所述降流组件形成至少一连通孔和一连通通道，其中所述隔流腔被设置通过至少一个所述连通孔与所述降流空间连通，其中所述气液初分离空间通过所述连通通道与所述隔流腔连通，其中所述降流空间被设置与所述氢气出口连通，所述降流空间和所述隔流腔同轴地形成在所述处理腔，所述连通通道的内壁形成一变径部，其中所述变径部的截面直径大于所述连通通道其它部位的截面直径；一丝网疏通组件，所述丝网疏通组件包括一导杆、一弹性件以及一止挡件，所述导杆被设置沿着所述连通通道的轴向方向延伸，且所述导杆具有一高端部和一低端部，所述止挡件被固定于所述连通通道，且所述止挡件的中部形成至少一连通窗，以与所述连通通道连通，所述导杆的所述低端部被抵压在所述止挡件；一安装件，其中所述安装件被设置在所述变径部形成的部分所述连通通道，其中所述安装件的中部沿着轴向向下形成一安装腔，其中所述导杆的所述高端部被可滑动地插入所述安装腔，其中所述弹性件被设置于所述安装腔并介于所述安装件和所述导杆的所述高端部之间，以使所述导杆趋向于沿轴向向下运动而抵压在所述止挡件上，至少一个所述丝网除沫器被安装于所述导杆且一部分位于所述连通通道的所述变径部，所述安装件的中部也形成有与所述连通通道连通的至少一开窗。2.根据权利要求1所述气液分离装置，其特征在于，所述降流组件包括一横向分隔壁以及一分隔筒，其中所述横向分隔壁的边沿被密封地安装于形成所述处理腔的所述罐体的内壁，以将所述处理腔分隔为一上部空间和所述气液初分离空间，所述分隔筒具有一竖向侧壁和一顶密封壁，其中所述竖向侧壁朝向顶部所述氢气出口延伸，其中所述顶密封壁被设置封盖所述竖向侧壁的顶部，其中所述竖向侧壁与所述顶密封壁、所述横向分隔壁以及形成所述处理腔的所述罐体的内壁之间在所述上部空间形成所述降流空间，用以盛放清水，所述竖向侧壁底部形成所述连通孔，所述分隔筒的所述竖向侧壁和所述顶密封壁与所述横向分隔壁之间形成所述隔流腔。3.根据权利要求2所述气液分离装置，其特征在于，所述降流组件包括一连通件，其中所述连通件的底部被设置于所述横向分隔壁的中部，且朝向所述隔流腔延伸，并且所述连通件在中部形成所述连通通道，所述连通件沿着竖向方向延伸，并在连通件端部于所述隔流腔内形成一出气口。4.根据权利要求3所述气液分离装置，其特征在于，所述连通件顶部被设置穿过所述顶密封壁后继续延伸预定高度，再次弯折穿过所述顶密封壁而使所述出气口自上而下地保持在所述隔流腔中。5.根据权利要求3或4所述气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括一布气板，其中所述布气板被设置正对所述出气口。6.根据权利要求1至4中任一所述气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括
一电解液滞留组件，其中所述电解液滞留组件包括一第一降温构件，其中所述第一降温构件包括一第一热交换件，其中所述第一热交换件被设置于所述降流空间，并且所述罐体上形成一第一冷媒进口和一第一冷媒出口。7.根据权利要求1至4中任一所述气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括一换液组件，所述换液组件包括至少一溢流管，所述罐体形成至少一个与所述降流空间连通的一换液进口，所述溢流管的顶端距离所述氢气出口的竖向距离大于所述连通件的最高部位距离所述氢气出口的竖向距离，所述溢流管的底部延伸至所述罐体的所述处理腔底部。8.根据权利要求1至4中任一所述气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括一初分离件，其被设置为沿着所述罐体形成所述处理腔内壁螺旋上升且截面尺寸逐渐增大的螺旋体，所述螺旋体被设置于所述气液初分离空间，且自下而上地布置，并形成一螺旋初分离通道，并且在所述螺旋体中间形成截面尺寸由下向上逐渐减小的一升流通道，所述气液分离装置还包括一第一分隔件和一第二分隔件，其中所述第一分隔件被设置于所述处理腔，且低于所述进口的位置，其中所述第二分隔件被设置在所述气液初分离空间且高于所述螺旋体顶部的位置，所述第一分隔件中部形成一中通通道，其中所述中通通道被设置伸入到所述处理腔底部的电解液中，所述第二分隔件中部沿轴向形成一中部通道，其中所述中部通道被自上而下地连通于所述升流通道，所述第二分隔件中部沿轴向形成一负压通道，其中所述负压通道与所述升流通道也连通，其中所述中部通道被设置与所述升流通道同轴，所述负压通道被设置偏离所述升流通道的轴向，且所述负压通道的底部向下延伸至所述螺旋初分离通道的底端，所述进口被设置从与所述罐体的切线方向与所述螺旋初分离通道的底端连通。9.制氢设备，其特征在于，所述制氢设备包括：至少一供液组件，所述供液组件包括一电解池和向所述电解池供电解液的供液构件；至少一电解组件，用于电解位于所述电解池中的电解液；以及如权利要求1至8中任一所述气液分离装置，所述进口与所述电解池连通，用于分离电解后形成的混有雾状电解液的氢气。10.电解液和氢气的分离方法，其特征在于，其通过权利要求1至8中任一所述气液分离装置处理，其中所述氢气的分离方法包括以下步骤：将混有雾状电解液的氢气通过所述进口通入所述处理腔中；通过所述降流组件所形成的所述降流空间中的清水抵消部分所述混有雾状电解液的氢气的气压，以降低流入所述处理腔中的所述混有雾状电解液的氢气的流速，并洗涤所述混有雾状电解液的氢气，其中所述降流组件设置在所述处理腔且位于所述进口上方。

技术总结
本申请公开制氢设备及其气液分离装置以及电解液和氢气的分离方法，其气液分离装置包括一罐体和一降流组件以及一丝网疏通组件，罐体的中部形成一进口，罐体的顶部形成一氢气出口，罐体内还形成与进口和氢气出口连通的一处理腔，降流组件形成于处理腔，并保持在进口的上方，降流组件在位于进口上方部分的处理腔形成一降流空间和一隔流腔，并且降流组件在处理腔且位于降流组件下方形成一气液初分离空间，降流组件形成至少一连通孔和一连通通道，隔流腔被设置通过至少一个连通孔与降流空间连通，气液初分离空间通过连通通道与隔流腔连通，降流空间被设置与氢气出口连通，其中借由丝网疏通组件，能够自动地清除丝网除沫器上堆积的液滴和细微颗粒。滴和细微颗粒。滴和细微颗粒。


技术研发人员：张正雄 叶垚
受保护的技术使用者：上海联风气体有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/8/1