【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及電解槽，特別是一種常壓及高壓下電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法。
技術(shù)介紹
1、在電解槽中，流道內(nèi)氧氣的占比是影響電解槽性能的重要參數(shù)之一，當(dāng)氧氣占比超出預(yù)設(shè)范圍時，電解水的反應(yīng)效率、流道內(nèi)的濕度、氣體的流動速度和分布范圍等均會收到影響，從而導(dǎo)致電解槽的性能降低。而在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用數(shù)值模擬的方式得出流道內(nèi)氣體流動、濕度分布等重要參數(shù)，但采用數(shù)值模擬的方式需要較長時間進(jìn)行計算，導(dǎo)致無法得到流道內(nèi)各參數(shù)的實時數(shù)據(jù)，從而無法對電解槽進(jìn)行及時調(diào)整。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N常壓及高壓下電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用數(shù)值模擬的方式需要較長時間進(jìn)行計算，導(dǎo)致無法得到流道內(nèi)各參數(shù)的實時數(shù)據(jù)，從而無法對電解槽進(jìn)行及時調(diào)整的技術(shù)問題。
2、本申請?zhí)峁┝艘环N電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，所述電解槽包括沿所述電解槽厚度方向?qū)盈B設(shè)置的膜電極和極板；所述極板設(shè)置有流道，所述流道包括進(jìn)液口和出液口，在所述出液口處，氧氣占流體總量的比例為α，且α滿足：
3、
4、其中，q1為水的體積流量，q2為氧氣的體積流量。
5、本申請實施例中，工作人員能夠通過在出液口測量水的體積流量q1和氧氣的體積流量q2，并根據(jù)上述公式計算出在出液口處氧氣占流體總量的比例，以便工作人員能夠及時地對電解槽內(nèi)的氧氣占比進(jìn)行判斷，即判斷電解槽的出液口處的氧氣占比是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，從而判斷當(dāng)前的電解槽的各參數(shù)是否合適，若不合適，調(diào)整電解槽的參數(shù)，直至計算
6、在一種可能的實施方式中，m1為水的反應(yīng)流量，ρ1為水的密度，m2為氧氣的反應(yīng)流量，ρ2為氧氣的密度；
7、其中，水的反應(yīng)流量m1滿足氧氣的反應(yīng)流量m2滿足α滿足：
8、
9、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m1為水的摩爾質(zhì)量，n1為每摩爾水的得失電子數(shù)，m2為氧氣的摩爾質(zhì)量，n2為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
10、在一種可能的實施方式中，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β1，并滿足：
11、
12、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m1為水的摩爾質(zhì)量，m1為水的反應(yīng)流量，ρ1為水的密度，n1為每摩爾水的得失電子數(shù)，m2為氧氣的摩爾質(zhì)量，m2為氧氣的反應(yīng)流量，ρ2為氧氣的密度，n2為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
13、在一種可能的實施方式中，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β2，并滿足：
14、
15、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m1為水的摩爾質(zhì)量，m1為水的反應(yīng)流量，ρ1為水的密度，n1為每摩爾水的得失電子數(shù)，m2為氧氣的摩爾質(zhì)量，m2為氧氣的反應(yīng)流量，ρ2為氧氣的密度，n2為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
16、在一種可能的實施方式中，在所述出液口處，水與氧氣的體積比例為在所述流道內(nèi)，水與氧氣的體積比例為
17、其中，r為水的計量比。
18、本申請實施例第二方面提供一種高壓狀態(tài)下電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，所述電解槽包括沿所述電解槽厚度方向?qū)盈B設(shè)置的膜電極和極板；所述極板設(shè)置有流道，所述流道包括進(jìn)液口和出液口，在所述出液口處，氧氣占流體總量的比例為γ，且γ滿足：
19、
20、其中，q3為高壓狀態(tài)下水的體積流量，且q3滿足q4為高壓狀態(tài)下氧氣的體積流量，且q4滿足m3為高壓狀態(tài)下水的反應(yīng)流量，ρ3為水的密度，m4為高壓狀態(tài)下氧氣的反應(yīng)流量，ρ4為氧氣的密度，σ為所述電解槽內(nèi)高壓與常壓的比值。
21、本申請實施例中，根據(jù)上述公式，工作人員能夠計算出高壓狀態(tài)下在電解槽出液口處氧氣占流體總量的比例，以便工作人員能夠及時地對高壓狀態(tài)下的電解槽內(nèi)的氧氣占比進(jìn)行判斷，即判斷高壓狀態(tài)下電解槽的出液口處的氧氣占比是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，從而判斷當(dāng)前高壓狀態(tài)下的電解槽的各參數(shù)是否合適，若不合適，調(diào)整電解槽的參數(shù)，直至計算得到的出液口處的氧氣占比在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，表示當(dāng)前電解槽的參數(shù)合適，使高壓狀態(tài)下電解槽的反應(yīng)效率、氣體的傳遞效率等均較高，從而保障電解槽在高壓狀態(tài)下工作時的穩(wěn)定性和可靠性。
22、在一種可能的實施方式中，高壓狀態(tài)下水的反應(yīng)流量m3滿足高壓狀態(tài)下氧氣的反應(yīng)流量m4滿足γ滿足：
23、
24、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m3為水的摩爾質(zhì)量，n3為每摩爾水的得失電子數(shù)，m4為氧氣的摩爾質(zhì)量，n4為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
25、在一種可能的實施方式中，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為δ1，并滿足：
26、
27、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m3為水的摩爾質(zhì)量，m3為水的反應(yīng)流量，ρ3為水的密度，n3為每摩爾水的得失電子數(shù)，m4為氧氣的摩爾質(zhì)量，m4為氧氣的反應(yīng)流量，ρ4為氧氣的密度，n4為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
28、在一種可能的實施方式中，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為δ2，并滿足：
29、
30、其中，j為單位面積流通所述膜電極的電流密度，a為所述膜電極的反應(yīng)面積，f為法拉第常數(shù)，r為水的計量比，m3為水的摩爾質(zhì)量，m3為水的反應(yīng)流量，ρ3為水的密度，n3為每摩爾水的得失電子數(shù)，m4為氧氣的摩爾質(zhì)量，m4為氧氣的反應(yīng)流量，ρ4為氧氣的密度，n4為每摩爾氧的得失電子數(shù)。
31、在一種可能的實施方式中，在所述出液口處，水與氧氣的體積比例為在所述流道內(nèi)，水與氧氣的體積比例為
32、其中，r為水的計量比。
33、在一種可能的實施方式中，所述流道的長度為l，且沿所述流道的延伸方向，所述流道為直線型和曲線型中的一種。
34、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
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1.一種電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，其特征在于，所述電解槽包括沿所述電解槽厚度方向?qū)盈B設(shè)置的膜電極和極板；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，m1為水的反應(yīng)流量，ρ1為水的密度，m2為氧氣的反應(yīng)流量，ρ2為氧氣的密度；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β1，并滿足：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β2，并滿足：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述出液口處，水與氧氣的體積比例為在所述流道內(nèi)，水與氧氣的體積比例為
6.一種高壓狀態(tài)下電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，其特征在于，所述電解槽包括沿所述電解槽厚度方向?qū)盈B設(shè)置的膜電極和極板；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估方法，其特征在于，高壓狀態(tài)下水的反應(yīng)流量m3滿足高壓狀態(tài)下氧氣的反應(yīng)流量m4滿足γ滿足：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為δ1，并滿
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為δ2，并滿足：
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估方法，其特征在于，在所述出液口處，水與氧氣的體積比例為在所述流道內(nèi)，水與氧氣的體積比例為
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項所述的評估方法，其特征在于，所述流道的長度為L，且沿所述流道的延伸方向，所述流道為直線型和曲線型中的一種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，其特征在于，所述電解槽包括沿所述電解槽厚度方向?qū)盈B設(shè)置的膜電極和極板；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，m1為水的反應(yīng)流量，ρ1為水的密度，m2為氧氣的反應(yīng)流量，ρ2為氧氣的密度；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β1，并滿足：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述流道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置處，氧氣占流體總量的比例為β2，并滿足：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，在所述出液口處，水與氧氣的體積比例為在所述流道內(nèi)，水與氧氣的體積比例為
6.一種高壓狀態(tài)下電解槽內(nèi)氧氣占比的評估方法，其特征在于，所述電解槽包括沿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒柏強，胡鵬，姜天豪，畢飛飛，藍(lán)樹槐，
申請(專利權(quán))人：蘇州治臻新能源裝備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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