CN112370932A - 一种氢气水汽分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢气水汽分离装置，包括缓冲罐，所述缓冲罐水平放置，缓冲罐的一端设有进气口，缓冲罐另一端的顶部设有出气口，出气口的顶端连接有转接管，转接管的顶端与冷凝罐底部的进口连接，冷凝罐的顶部设有出口，缓冲罐远离进气口的一端底面设有出水口。该氢气水汽分离装置，由于水分子的质量大于氢气质量，所以在氢气进入缓冲罐左端时，氢气上浮继续沿P方向流动，最终由出气口排出，部分水蒸气和粉末则在自重作用下沿L方向下沉，在缓冲罐的底部凝结成水从而降低氢气中的水蒸气含量，本发明采用变截面原理以及重力射流原理大大降低氢气中的水蒸气含量，解决了氢气的纯度低以及燃料电池工作效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及产生氢气的设备领域，具体为一种氢气水汽分离装置。
背景技术
在氢发舱中氢化镁与水反应，反应用水的温度在85℃，在氢发舱中随着反应进行舱内温度会逐步增加，温度最高控制在100℃以内。当氢气产生时会带着水蒸气，从而导致氢气纯度低，燃料电池的工作效率低。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种氢气水汽分离装置，解决了一种氢气水汽分离用缓冲罐，解决了氢气的纯度低以及燃料电池工作效率低的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氢气水汽分离装置，包括缓冲罐，所述缓冲罐水平放置，缓冲罐的一端设有进气口，缓冲罐另一端的顶部设有出气口，出气口的顶端连接有转接管，转接管的顶端与冷凝罐底部的进口连接，冷凝罐的顶部设有出口，缓冲罐远离进气口的一端底面设有出水口。
进一步限定，所述缓冲罐上表面的中部设有三个预留口。
进一步限定，所述预留口、出水口、出气口、出口、进口均为内螺纹连接口。
进一步限定，所述冷凝罐的数量不少于两个，不少于两个的冷凝罐竖向同轴设置，且上下相邻两个冷凝罐的进口与出口之间通过连接管连接。
进一步限定，所述缓冲罐为中空的长方体罐，缓冲罐架设于支架上，支架的底部等距离分布有支脚。
进一步限定，所述转接管的顶端与冷凝罐的进口之间螺纹连接，转接管的底端与出气口之间螺纹连接。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：该氢气水汽分离装置，进气管通入由氢发舱产生混有大量水蒸气的氢气，由于水分子的质量大于氢气质量，所以在氢气进入缓冲罐左端时，氢气上浮继续沿P方向流动，最终由出气口排出，部分水蒸气和粉末则在自重作用下沿L方向下沉，在缓冲罐的底部凝结成水从而降低氢气中的水蒸气含量；
由出气口排出的气体由转接管进入到冷凝罐中，由于水分子的质量大于氢气质量，氢气进入最底部冷凝罐时，氢气上浮继续流动，部水蒸气凝结后由于重力原因会向下回流，在第一个冷凝罐的基础上随着冷凝罐数量的增加，水汽分离效果会提高；
而在相同压力以及温度下由于氢气由依次流经缓冲罐、出气口、转接管、多个冷凝罐和多个连接管，氢路横截面积会发生变化，进而使得氢气流速发生变化，最终会导致部分水蒸气凝结成水，从而降低氢气中的水蒸气含量；
本发明采用变截面原理以及重力射流原理大大降低氢气中的水蒸气含量，解决了氢气的纯度低以及燃料电池工作效率低的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明缓冲罐剖视图；
图3为本发明冷凝罐剖视图。
图中：1支架、2支脚、3出水口、4缓冲罐、5转接管、6冷凝罐、7预留口、8进气口、9出口、10进口、11出气口、12连接管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种氢气水汽分离装置，包括缓冲罐4，缓冲罐4水平放置，缓冲罐4的一端设有进气口8，缓冲罐4另一端的顶部设有出气口11，出气口11的顶端连接有转接管5，转接管5的顶端与冷凝罐6底部的进口10连接，冷凝罐6的顶部设有出口9，缓冲罐4远离进气口8的一端底面设有出水口3。
缓冲罐4上表面的中部设有三个预留口7，用于安装压力计，机械泄氢阀和防爆阀。
预留口7、出水口3、出气口11、出口9、进口10均为内螺纹连接口，以方便整个装置的组装和更换。
冷凝罐6的数量不少于两个，不少于两个的冷凝罐6竖向同轴设置，且上下相邻两个冷凝罐6的进口10与出口9之间通过连接管12连接。
缓冲罐4为中空的长方体罐，缓冲罐4架设于支架1上，支架1的底部等距离分布有支脚2。
转接管5的顶端与冷凝罐6的进口10之间螺纹连接，转接管5的底端与出气口11之间螺纹连接。
在工作时，三个预留口7分别安装压力计、机械泄压阀和防爆阀并密封，出水口3处采用堵头密封，进气管8通入由氢发舱产生混有大量水蒸气的氢气，由于水分子的质量大于氢气质量，所以在氢气进入缓冲罐4左端时，氢气上浮继续沿P方向流动，最终由出气口11排出，部分水蒸气和粉末则在自重作用下沿L方向下沉，在缓冲罐4的底部凝结成水从而降低氢气中的水蒸气含量；
由出气口排出的气体由转接管5进入到冷凝罐6中，由于水分子的质量大于氢气质量，氢气进入最底部冷凝罐6时，氢气上浮继续流动，部水蒸气凝结后由于重力原因会向下回流，在第一个冷凝罐6的基础上随着冷凝罐6数量的增加，水汽分离效果会提高；
而在相同压力以及温度下由于氢气由8依次流经缓冲罐4、出气口11、转接管5、多个冷凝罐6和多个连接管12，氢路横截面积会发生变化，进而使得氢气流速发生变化，最终会导致部分水蒸气凝结成水，从而降低氢气中的水蒸气含量，反应结束后，打开出水口3处的堵头可将水排出；
本发明采用变截面原理以及重力射流原理大大降低氢气中的水蒸气含量，解决了氢气的纯度低以及燃料电池工作效率低的问题。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种氢气水汽分离装置，包括缓冲罐(4)，其特征在于：所述缓冲罐(4)水平放置，缓冲罐(4)的一端设有进气口(8)，缓冲罐(4)另一端的顶部设有出气口(11)，出气口(11)的顶端连接有转接管(5)，转接管(5)的顶端与冷凝罐(6)底部的进口(10)连接，冷凝罐(6)的顶部设有出口(9)，缓冲罐(4)远离进气口(8)的一端底面设有出水口(3)。
2.根据权利要求1所述的一种氢气水汽分离装置，其特征在于：所述缓冲罐(4)上表面的中部设有三个预留口(7)。
3.根据权利要求2所述的一种氢气水汽分离装置，其特征在于：所述预留口(7)、出水口(3)、出气口(11)、出口(9)、进口(10)均为内螺纹连接口。
4.根据权利要求3所述的一种氢气水汽分离装置，其特征在于：所述冷凝罐(6)的数量不少于两个，不少于两个的冷凝罐(6)竖向同轴设置，且上下相邻两个冷凝罐(6)的进口(10)与出口(9)之间通过连接管(12)连接。
5.根据权利要求4所述的一种氢气水汽分离装置，其特征在于：所述缓冲罐(4)为中空的长方体罐，缓冲罐(4)架设于支架(1)上，支架(1)的底部等距离分布有支脚(2)。
6.根据权利要求5所述的一种氢气水汽分离装置，其特征在于：所述转接管(5)的顶端与冷凝罐(6)的进口(10)之间螺纹连接，转接管(5)的底端与出气口(11)之间螺纹连接。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20020194988A1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-12-26 | M. Betting | Supersonic separator apparatus and method |
| US20160008741A1 (en) * | 2012-02-21 | 2016-01-14 | Caltec Limited | Fluid separator |
| CN210079043U (zh) * | 2019-04-17 | 2020-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置 |
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2020
- 2020-09-28 CN CN202011043567.9A patent/CN112370932A/zh active Pending
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