具体实施方式

本发明实施例公开了一种电解槽设备的气体回收装置，其利用氢中氧分析仪检测氢气输送管路中氢气的纯度，并在氢气纯度低于预设值时由控制器控制第一输入管向氢气输送管路中输送高纯度氢气，以提高电解槽的氢气侧所产生不合格低纯氢气的纯度，确保与氢气输送管路的尾端相连的氢气后处理及纯化系统产生合格的氢气产品。本发明实施例还公开了一种应用上述气体回收装置的电解槽设备，以及一种用于上述气体回收装置的电解气体回收方法。

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，本发明实施例提供一种电解槽设备的气体回收装置，包括电解槽117，电解槽117的两侧分别安装有氢气输送管路109和氧气输送管路108；氢气输送管路109上连通有能够提供高纯氢气的第一输入管111；氢气输送管路109上还设有布置在第一输入管111和电解槽117之间的氢中氧分析仪110，氢中氧分析仪110用于检测氢气输送管路109中氢气纯度，并将检测结果反馈至控制器107，控制器107能够在氢气输送管路109中氢气纯度低于预设值时控制第一输入管111向氢气输送管路109中输送高纯度氢气。氢气输送管路109上电解槽连接的端部为首端，另一端为尾端，用于与氢气后处理及纯化系统连通。

上述电解槽设备的气体回收装置利用氢中氧分析仪110检测氢气输送管路109中氢气的纯度，并在氢气输送管路109中氢气纯度低于预设值时由控制器107控制第一输入管111向氢气输送管路109中输送高纯度氢气，以提高氢气输送管路109中不合格低纯氢气的纯度，确保与氢气输送管路109的尾端相连的氢气后处理及纯化系统产生合格的氢气产品。

另外，本实施例提供的气体回收装置仅在氢气输送管路109中氢气纯度低于预设值，即电解槽117的氢气侧产生不合格低纯氢气时，才向氢气输送管路109输送高纯氢气，避免浪费高纯氢气。

优选的，上述实施例提供的气体回收装置中，氢气输送管路109上设有位于第一输入管111和电解槽117之间的第一氢气流量计114，第一输入管111上设有第二氢气流量计116和调节阀1111；第一氢气流量计114和第二氢气流量计116分别与控制器107相连；调节阀1111由控制器107控制；控制器107根据氢中氧分析仪110反馈的氢气纯度信号、第一氢气流量计114反馈的流量信号，以及第二氢气流量计116反馈的流量信号控制第一输入管111上的调节阀1111。

本实施例提供的方案中，氢气输送管路109安装有第一氢气流量计114，可以实时监测氢气流量，同时结合氢中氧分析仪110检测的氢气浓度、第二氢气流量计116反馈的高纯度氢气流量经由控制器107控制调节阀1111的开度，最终保证混合氢气纯度合格，既避免混入过多高纯氢气造成资源浪费，又防止混入过少高纯度氢气导致混合氢气纯度不足。

上述实施例提供的气体回收装置中，氢气输送管路109上设有减压阀112和背压阀115，减压阀112位于电解槽117和第一氢气流量计114的入口端之间、背压阀115位于第一氢气流量计114的出口端和第一输入管111之间。

本实施方案中，第一氢气流量计114的前端设有减压阀112，后端设有背压阀115，可以保证第一氢气流量计114的前后压差保持稳定，从而保证第一氢气流量计114流量计数的稳定性。

更进一步的，上述实施例提供的气体回收装置中，氢气输送管路109上设有单向阀113，单向阀113位于电解槽117和第一输入管111之间。单向阀113的输送方向背离电解槽117。

氢气输送管路109上安装有单向阀113，能防止高纯度氢气突然注入引发电解槽117内氢、氧两侧压力差骤升并加剧氢氧混合，避免引发安全事故。

具体的，上述实施例提供的气体回收装置中，减压阀112、单向阀113、氢中氧分析仪110、第一氢气流量计114、背压阀115和第一输入管111沿氢气输送管路109的输送方向依次布置。

在小负载情况下，电解槽产生的氧气中氢气含量升高，一旦超过爆炸极限(4％)极易引发安全事故，为解决该问题，本实施例提供如下方案：

氧气输送管路108上连通有能够提供压缩空气的第二输入管101，氧气输送管路108上还设有布置在第二输入管101和电解槽117之间的氧中氢分析仪106，氧中氢分析仪106用于检测氧气输送管路108中氧气纯度，并将检测结果反馈至控制器107，控制器107能够在氧气纯度低于预设值时控制第二输入管101向氧气输送管路108中输送压缩空气。

本实施例提供的气体回收装置利用第二输入管101向氧气输送管路108中输送压缩空气，以降低氧气输送管路108输送的气体中氢的含量，提高安全系数。

优选的，上述气体回收装置中，氧气输送管路108上设有位于第二输入管101和电解槽117之间的氧气流量计103，第二输入管101上设有压缩空气流量计102；氧气流量计103和压缩空气流量计102分别与控制器107相连；

控制器107根据氧中氢分析仪106反馈的氧气纯度信号、氧气流量计103反馈的流量信号，以及压缩空气流量计102反馈的流量信号，控制第二输入管108上的调节阀1011。

本实施例提供的气体回收装置中，氧气输送管路108安装有氧气流量计103，可以实时监测氧气流量，同时结合氧中氢分析仪106反馈的氧气浓度信号、压缩空气流量计102反馈的压缩空气流量，经由控制器107后控制调节阀1011，使得氧气输送管路108中混入足够量的压缩空气，稀释氧气浓度，确保在小负载情况下氧中氢含量低于爆炸范围，降低安全风险。

上述实施例提供的气体回收装置中，氧气输送管路108上设有减压阀105，减压阀105位于电解槽117和氧气流量计103的入口端之间。氧气输送管路108的尾端可设置为与大气连通，即电解槽117的氧气侧产生的氧气直接排放至大气，当然，电解槽117的氧气侧产生的氧气还可以利用其它装置收集，相应的，氧气输送管路108上可设置背压阀，该背压阀位于第二输入管101和氧气流量计103的出口端之间，同时压缩空气需更换为高纯度氧气，相应的，控制器107控制第二输入管101箱向氧气输送管路108提供高纯度氧气的过程与控制第一输入管111向氢气输送管路109输送高纯度氢气的过程相同，在此不再赘述。

优选的，上述气体回收装置中，氧气输送管路108上设有单向阀104，单向阀104位于电解槽117和第二输入管101之间。

氧气输送管路108上安装有单向阀104，防止压缩空气突然注入引发电解槽117内氢、氧两侧压力差骤升并加剧氢氧混合，避免引发安全事故。

具体的，上述实施例提供的气体回收装置中，减压阀105、单向阀104、氧中氢分析仪106、氧气流量计103和第二输入管101沿氧气输送管路108的输送方向依次布置。

下面具体介绍本实施例提供的气体回收装置的运行原理：

1、小负载情况下，电解槽117氢气侧氢气输送管路109中氢中氧分析仪110对氢气纯度进行检测，当氢气纯度符合要求时，氢气输送管路109直接将氢气输送至氢气后处理及纯化系统，此时控制器107控制调节阀1111保持关闭状态，禁止高纯度氢气混入氢气输送管路109。

2、小负载情况下，电解槽117氢气侧氢气输送管路109中氢中氧分析仪110对氢气纯度进行检测，当氢气纯度低于预设值时，氢中氧分析仪110和第一氢气流量计114将纯度和流量信号反馈给控制器107，通过计算后，控制器107根据计算结果和第二氢气流量计116反馈的流量信号向调节阀1111反馈控制信号，使氢气输送管路109中混入所需量的高纯度氢气，在不浪费过多高纯度氢气资源的前提下保证混合后的氢气纯度合格。

3、小负载情况下，电解槽117氧气侧氧气输送管路108中氧中氢分析仪106对氧气纯度进行检测，当氧中氢含量符合要求时，氧气直接由氧气输送管路108放空，此时控制器107控制调节阀1011保持关闭状态，禁止压缩空气混入氧气输送管路108。

4、小负载情况下，电解槽117氧气侧氧气输送管路108中氧中氢分析仪106对氧气纯度进行检测，当氧气纯度低于要求时，氧中氢分析仪106和氧气流量计103将纯度和流量信号反馈给控制器107，通过计算后，控制器107根据计算结果和压缩空气流量计102反馈的流量信号向调节阀1011反馈控制信号，使氧气输送管路108中混入适量的压缩空气以降低氧中氢含量，提高安全系数，同时避免使用过量压缩空气造成资源浪费。

5、当电解槽117氧气侧产生的氧气需要收集时，需在氧气输送管路108上于氧气流量计103和第二输入管101之间增设背压阀，同时将混入氧气输送管路108的压缩空气更换为高纯度氧气，具体控制原理请参考上述1、2两点内容。

本发明实施例还提供一种电解槽设备，包括气体回收装置，气体回收装置为上述实施例提供的气体回收装置。

本实施例提供的电解槽设备应用上述实施例提供的气体回收装置，能生产合格的氢气产品。

当然，本实施例提供的电解槽设备还具有上述实施例提供的有关气体回收装置的其他效果，在此不再赘述。

请参阅图2，本发明实施例还提供一种电解气体回收方法，用于上述实施例提供的气体回收装置，包括：

氢中氧分析仪110检测氢气输送管路109中氢气的浓度，并将检测结果信号反馈至控制器107；控制器107判断氢气浓度是否低于预设值，若判断结果为“否”，则氢气输送管路109将氢气直接输送至氢气后处理及纯化系统；若判断结果为“是”，则控制器107控制第一输入管111向氢气输送管路109输送高纯度氢气。

上述“控制器107控制第一输入管111向氢气输送管路109输送高纯度氢气”包括：

01)控制器107根据氢中氧分析仪110反馈的氢气纯度信号，以及气体回收装置中第一氢气流量计114反馈的流量信号进行计算，获得需要的高纯氢气量；

02)控制器107根据步骤01)中的计算结果以及第二氢气流量计116反馈的流量信号，反馈控制信号至第一输入管111上的调节阀1111。

上述电解气体回收方法还包括：

气体回收装置的氧中氢分析仪106检测氧气输送管路108中氧气的浓度，并将检测结果信号反馈至控制器107；控制器107判断氧气浓度是否低于预设值，若判断结果为“否”，则氧气输送管路108将氧气直接排放；若判断结果为“是”，则控制器107控制第二输入管101向氧气输送管路108内输送压缩空气。

上述“控制器107控制第二输入管101向氧气输送管路108输送压缩空气”包括：

001)控制器107根据氧中氢分析仪106反馈的氧气纯度信号，以及气体回收装置中氧气流量计103反馈的流量信号进行计算，获得需要的压缩空气量；

002)控制器107根据步骤001)中的计算结果以及压缩空气流量计102反馈的流量信号，反馈控制信号至第二输入管101上的调节阀1011。

本实施例提供的电解气体回收方法用于上述实施例提供的气体回收装置的，能提高氢气产品的质量。

当然，本实施例提供的电解气体回收方法还具有上述实施例提供的有关气体回收装置的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。