氫氣發生器的製作方法
2023-06-12 18:34:01 1
專利名稱:氫氣發生器的製作方法
本實用新型是一種提供氫氣的電解裝置，它特別適用於為氣相色譜儀配套，為色譜儀提供燃氣和載氣，是一種新型氣相色譜氣源。
小型氫氣發生器是二十年來隨著氣相色譜分析的迅速推廣而發展起來的配套設備。它的關鍵裝置是電解槽。作為鹼液電解法，目前國內外最廣泛應用的是雙液室壓濾機式電解槽氫氣發生器。由於這種電解槽的左、右兩個室中都有電解液，首先是兩液室的壓力需要很好的調節、平衡，否則會影響電解的正常進行、氣流不穩定，有時甚至發生噴鹼事故；其次是兩液室下部是相通的，容易使氫氣中含氧，所以氫氣純度低，在許多場合還需要除氧純化；再是這種雙液室兩邊都在壓力下工作，鹼液也帶有相同的壓力，致使補充水很困難；還有體積、重量等結構因素，與色譜分析的發展、要求有些不相適應。
為適應色譜儀主機的小型化、分析精度的提高及對設備經濟性的要求等，研製一種小巧輕便、純度高、安全可靠、價格低廉的氫氣發生裝置。
氫氣發生器包括氧氣淨化管(1)，鹼液容器(2)、氣液分離管(4)、返液閥(5)、淨化管(6)、壓力繼電器(7)、開關閥(8)等裝置構成的電解流程系統和穩流控制電路兩大部分，本裝置最突出的特點是電解流程系統中有單液室電解池裝置(3)，見附圖1，單液室電解池的氧氣、鹼液出孔(9)和氧氣、鹼液入孔(10)分別從上、下部與鹼液容器連通，氫氣出孔(11)和氫氣測鹼液返回孔(12)分別從側面、下端與氣液分離管連通。電解時，單液室電解池僅陽極側保持有液狀態，即陰極側始終保持無液狀態。單液室電解池，見附圖2，它由陽極板(13)、陰極板(14)、電解池框(15)、石棉紙隔膜(16)、陽極金屬網(17)、陰極金屬網(18)和密封墊(19)所組成。石棉紙隔膜四周緊密地鑲貼在電解池框的中間，它將電解池隔成互不相通的陽極側(左)和陰極側(右)兩個部分。陽、陰極金屬網在電解池框中分別擠壓在隔膜的左、右兩側並充滿整個空間。陽、陰極板將密封墊從左、右兩邊壓緊在電解池框的密封槽中。除氣孔、液孔外形成密閉腔體。電解池框，見附圖3、4、5，它是用耐腐蝕材料製成的框狀物，在框狀物兩側的邊沿上開有密封槽(20)，內部有止口臺階(21)，四角有圓形通孔，一對通孔(11)、(12)在電解池框的同側向中央開有溝槽(22)，另一對通孔(9)、(10)在電解池框的另一側向中央也開有溝槽(23)。這些孔、溝槽就構成相應的氣流、液流通道。這種單液室電解池能實現的關鍵就在於它具有良好滲水能力和氣密性的石棉紙隔膜。石棉紙在反向壓力下滲水能力足以維持電流密度為20A／dm2的電解工作，同時它的氣密性可高達6kg／cm2。陽、陰極金屬網常用不鏽鋼網或鎳網製造，它們在隔膜兩側必須充滿且壓緊隔膜，這樣才能保證導電良好。電解池中加入鹼液後，鹼液最初只流入陽極側(左邊)過一段時間，鹼液就會滲透到陰極側(右邊)，但實際使用中，由於通電後，H2都是有壓力的，只要壓力大於0.1kg／cm2，陰極側的鹼液就會在幾分鐘內返回陽極側，這時陰極側就變成「空」的了，即在整個工作期間，其陰極側始終保持無液狀態。但石棉紙是溼潤的，緊壓在它上邊的金屬網不斷地電解溼石棉紙上的水份，水份消耗後，又不斷的從左側滲透過來，以維持電解連續進行。
由於採用了單液室電解池等裝置構成的電解流程系統和可控矽穩流電解電路，使本氫氣發生器具有明顯的優越性1.由於是單液室，鹼液只在氧氣(陰極)側且為常壓，與氫氣壓力無關，根本不存在液面控制問題，這不但省掉了液面控制部件，杜絕了因液面不平衡造成的噴鹼液事故，而且省去了加水泵等裝置，使加水非常方便，工作高度安全可靠，既可長期連續運轉也可間斷使用；2.單液室工作時，氫氣不是從水溶液中以氣泡形式產生，根本不存在含氧的電解液向氫電解室對流問題，所以氫氣含氧量極微，實測含氧量在10PPm以下。同時氫中含水量也較雙液室為低，故本氫氣發生器產生的氫氣即使不淨化也具有很高純度，通常只需乾燥後即可滿足各種氣相色譜儀，特別是高性能色譜儀對燃氣，載氣的要求；3.有恆壓和恆流兩種供氫方式。壓力可在一定範圍內任意設定；流量調好後，可長期保持不變；4.體積小、重量輕，為國內同類產品體積的1／4，比國外同類產品還小1／3。在流動情況下使用十分方便；5.新型電解池的應用，許多部件被節省掉，使儀器本身大為簡化，成本顯著下降，售價為國內同類產品的1／2～2／3。而且這種單液室電解池既可單獨使用，也可多個串聯使用。
附圖1、電解系統流程圖附圖2、單液電解池剖面示意圖附圖3、電解池框正面視圖附圖4、電解池框A－A剖面視圖附圖5、電解池框後視圖作為最佳實施例，H－1型氫氣發生器，它的電解槽(3)用6片單液室電解池串聯而成，相應用5A、12V的穩流電源。單液室電解池的陽極板(13)、陰極板(14)採用不鏽鋼板製造；陽極金屬網(17)採用5層16目不鏽鋼網及1層60目鎳網，陰極金屬網(18)用2層60目鎳網構成；隔膜(16)採用由15層以上的薄石棉紙壓合而成、質地均勻、細密，0.8～1mm厚的石棉紙；電解池框(15)用ABS樹脂注塑成型。密封墊(19)用橡膠製造。通孔(9)為氧氣、鹼液出孔，(10)為氧氣、鹼液入孔，(11)為氫氣出孔，(12)為氫氣側鹼液返回孔。
權利要求
1.一種包括氧氣淨化管(1)、鹼液容器(2)、氣液分離管(4)、返液閥(5)、淨化管(6)、壓力繼電器(7)、開關閥(8)等裝置構成的電解流程系統和穩流控制電路兩大部分的氫氣發生器，其特徵在於電解流程系統中它有單液室電解池(3)，單液室電解池的氧氣、鹼液出孔(9)和氧氣、鹼液入孔(10)分別從上、下部與鹼液容器連通，氫氣出孔(11)和氫氣側鹼液返回孔(12)分別從側面、下端與氣液分離管連通，電解時，單液室電解池僅陽極側保持有液狀態。
2.如權利要求
1所述的氫氣發生器，其特徵在於所說的單液室電解池，它由陽極板(13)、陰極板(14)、電解池框(15)、石棉紙隔膜(16)、陽極金屬網(17)、陰極金屬網(18)和密封墊(19)所組成，石棉紙隔膜四周緊密地鉚貼在電解池框的中間，陽、陰極金屬網在電解池框中分別擠壓在隔膜的左、右兩側，陽、陰極板將密封墊從左、右兩邊壓緊在電解池框的密封槽中。
3.如權利要求
2所述的氫氣發生器，其特徵在於所說的電解池框(15)，它是用耐腐蝕材料製成的框狀物，在框狀物兩側的邊沿開有密封槽(20)，內部有止口臺階(21)，四角有圓形通孔，一對通孔(11)、(12)在電解池框的同側向中央開有溝槽(22)，另一對通孔(9)、(10)在電解池框的另一側向中央也開有溝槽(23)。
專利摘要
本實用新型是一種提供氫氣的電解裝置，它特別適用於為氣相色譜儀配套，為色譜儀提供燃氣和載氣，是一種新型氣相色譜氣源。目的在於研製一種小巧輕便、純度高、安全可靠、價格低廉的氫氣發生裝置。它主要是在電解流程系統中採用單液室電解池裝置，電解池的隔膜用石棉紙製造。這種氫氣發生器鹼液側為常壓，不存在液面控制問題，杜絕了噴鹼液事故，使加水非常方便；氫氣純度高；體積小，重量輕，成本低。
文檔編號C25B1/02GK87205825SQ87205825
公開日1987年12月31日 申請日期1987年4月4日
發明者張寶群, 勇雲祥 申請人:天津市漢沽區社會福利廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan