用于氢气纯化的防爆接线盒、氢气干燥装置及电解水系统的制作方法

1.本公开涉及氢气纯化技术领域，具体地，涉及一种用于氢气纯化的防爆接线盒、氢气干燥装置及电解水系统。


背景技术：

2.氢气作为重要的化工原料和能源，广泛应用在国民经济各个领域。但是，由于氢气具有易泄漏、点火能小、爆炸范围宽等特点，因此保证氢气的安全生产非常重要。在工业生产中，经常用到氢气纯化装置制备高纯度氢气。
3.由于氢气易燃易爆的特点，导致在实际生产中，氢气纯化系统容易发生燃爆事故。通常，氢气纯化系统由两到三个干燥装置并联而成，其中的一个或两个干燥装置用于对氢气进行干燥去湿，同时，另一个干燥装置用于对干燥剂进行再生利用。相关技术中的干燥装置(参见图1)在对氢气进行干燥去湿时，通常将直管式电加热管插在套管内进行使用，而套管又通过焊接方式与干燥塔进行固定，具体地，套管的开口处通过焊接方式与干燥塔进行固定，这样带来的后果是，焊接后套管的开口处与干燥塔的连接处会存在间隙，一旦氢气通过此间隙泄漏至上方的接线盒内，就会引起安全故障。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种用于氢气纯化的防爆接线盒、氢气干燥装置及电解水系统，解决了相关技术中存在的氢气泄漏会引起安全故障的问题。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种用于氢气纯化的防爆接线盒，包括盒体，所述盒体内具有用于容纳电加热管接线部的第一腔体，所述第一腔体的侧壁上设置有与其内部连通的线缆接入口和保护气接入口。
6.所述第一腔体的底部设置有隔离层，所述隔离层上形成用于电加热管穿过的通孔，并且所述通孔上设置有密封组件，所述密封组件用于对所述电加热管周围的空隙进行密封。
7.可选地，所述密封组件包括密封件和用于所述电加热管穿过的插口，所述插口安装在所述通孔内，所述密封件与所述插口紧密连接。
8.可选地，所述盒体内还设置有第二腔体，所述第二腔体位于所述第一腔体的下方；所述第二腔体内设置有自上而下贯穿所述第二腔体的第一套管，且所述第一套管与所述通孔连通。
9.可选地，所述盒体的侧壁上设置有排气孔，且所述排气孔与所述第二腔体内部连通；所述第一套管的侧壁镂空。
10.可选地，所述盒体的侧壁上还设置有预留孔，所述预留孔与所述第二腔体的内部连通，其中，所述预留孔用于吹扫保护气。
11.可选地，所述排气孔与所述预留孔分别对应设置在所述盒体的相对侧壁上。
12.可选地，所述第一套管为多个，且间隔分布。
13.本公开还提供了一种氢气干燥装置，包括干燥塔、电加热管以及前述的用于氢气纯化的防爆接线盒，所述干燥塔设置在所述用于氢气纯化的防爆接线盒的下方，所述干燥塔内设置有第二套管，所述电加热管通过所述密封组件设置在所述第二套管内；所述干燥塔的侧壁上设置有氢气入口和氢气出口，所述干燥塔内还放置有分子筛干燥剂。
14.可选地，所述干燥塔内设有内桶，所述氢气入口与所述内桶连通，所述第二套管设置在所述内桶内，所述内桶底部设置有筛板，且所述筛板与所述干燥塔的内壁连接。
15.本公开还提供了一种电解水系统，包括氢气纯化系统，所述氢气纯化系统包括前述的氢气干燥装置。
16.与相关技术相比，本公开的有益效果在于：
17.通过在第一腔体的底部设置隔离层，并在隔离层上形成用于电加热管穿过的通孔，以及在该通孔处设置用于密封电加热管周围空隙的密封组件，来防止电加热管周围存在空隙，导致氢气泄漏至第一腔体内，引起安全故障的问题。同时，本公开还通过设置第二腔体以及在第二腔体上设置用于吹扫保护气的预留孔和排气孔，以将从干燥塔泄漏到第二腔体内的氢气排放到安全环境中，最终实现保障氢气纯化过程中的安全性的目的。
18.另外，本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
20.图1是相关技术中的氢气干燥装置的示意图；
21.图2是本公开的用于氢气纯化的防爆接线盒的一种实现方式的示意图；
22.图3是本公开的隔离层的俯视示意图；
23.图4是本公开的用于氢气纯化的防爆接线盒的另一种实现方式的示意图；
24.图5是本公开的氢气干燥装置的一种实现方式的示意图；
25.图6是本公开的氢气干燥装置的另一种实现方式的示意图。
26.附图标记说明
27.1-用于氢气纯化的防爆接线盒；
28.11-盒体；
29.111-第一腔体；
30.1111-线缆接入口；1112-保护气接入口；1113-隔离层；1114-通孔；1115-密封组件；
31.1115a-密封件；1115b-插口；
32.112-第二腔体；
33.1121-第一套管；
34.113-排气孔；
35.114-预留孔；
36.2-电加热管；21-电加热管接线部；
37.3-干燥塔；
38.31-第二套管；32-氢气入口；33-氢气出口；34-内桶；35-筛板；
39.4-普通接线盒。
具体实施方式
40.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
41.参照图2所示，本公开提供了一种用于氢气纯化的防爆接线盒，包括盒体11，盒体11内具有用于容纳电加热管接线部21的第一腔体111，第一腔体111的侧壁上设置有与其内部连通的线缆接入口1111和保护气接入口1112。
42.第一腔体111的底部设置有隔离层1113，隔离层1113上形成用于电加热管2穿过的通孔1114，并且通孔1114上设置有密封组件1115，密封组件1115用于对电加热管2周围的空隙进行密封。
43.需要说明的是，本实施例中，盒体11为不锈钢材质，其主要是为了能够防止内外气体以及水汽的腐蚀。盒体11在使用状态时，其内部充入保护气体，例如氮气等，通过保护气体对盒体11内与电加热管2连接的线缆部分进行保护，防止意外情况下氢气泄漏至第一腔体111内导致的安全事故的发生。
44.其中，该用于氢气纯化的防爆接线盒1在第一腔体111的底部还设置有隔离层1113，隔离层1113可通过焊接等方式设置于第一腔体111的底部，此处的隔离层1113可以将该用于氢气纯化的防爆接线盒1与其下方的氢气纯化设备隔离开来，以便能够使氢气在纯化过程中不会与上方的用于氢气纯化的防爆接线盒1内的与电加热管2连接的线缆部分进行接触，从而实现保障氢气纯化过程中的生产安全的目的。
45.此外，隔离层1113的通孔1114内之所以设置密封组件1115，是为了在保证电加热管2能够顺利穿过并进入下方设置的氢气纯化设备内的同时，还能够对加热管2周周存在的空隙进行有效封堵，以防止氢气通过加热管2周围的空隙泄漏至第一腔体111内。
46.另外，使用过程中，通过保护气接入口1112对第一腔体111内充入保护气，会使第一腔体111内产生正压，形成保护气氛，进一步防止了泄漏的氢气进入至第一腔体111内，实现了提高氢气纯化过程中的安全性的目的。
47.参照图2和图3所示，作为一种可能的实现方式，密封组件1115包括密封件1115a和用于电加热管2穿过的插口1115b，插口1115b安装在通孔1114内，密封件1115a与插口1115b紧密连接。
48.需要说明的是，本实施例中，插口1115b可以通过粘接、螺纹连接等方式固定在通孔1114内，还可以是其他能够使插口1115b和通孔1114紧密连接在一起的方式，本实施例对此不作限定。插口1115b可以为空心圆筒状，其内部具有内螺纹。同样的，密封件1115a也可以为空心圆筒状，其内部供电加热管2通过，而其外部具有与插口1115b内部的内螺纹相适配的外螺纹，以便将密封件1115a与插口1115b通过螺纹连接的方式使二者锁紧，防止氢气从密封件1115a和插口1115b的连接处泄漏。
49.此外，插口1115b也可以采用与通孔1114一体成型的结构。而关于密封组件1115还可以采用耐高温的密封橡胶圈，也可以是其他能够实现本公开的发明目的的结构，本实施例对此不作限定。
50.参照图4所示，作为一种可能的实现方式，盒体11内还设置有第二腔体112，第二腔
体112位于第一腔体111的下方；第二腔体112内设置有自上而下贯穿第二腔体112的第一套管1121，且第一套管1121与通孔1114连通。
51.需要说明的是，本实施例中，在盒体11的下部增设了第二腔体112，其主要作用是当该用于氢气纯化的防爆接线盒1在使用时，设置在其下方的氢气纯化设备可能会产生氢气泄漏，此种情况下，泄漏的氢气会首先进入第二腔体112内，然而由于第一腔体111的底部设置有隔离层1113和密封组件1115，因而泄漏的氢气会被隔绝在第二腔体112内，不会进入到第一腔体111内，从而保护了第一腔体111内电加热管2与线缆的安全连接，最终实现了保护氢气纯化过程中的安全生产。
52.参照图4所示，作为一种可能的实现方式，盒体11的侧壁上设置有排气孔113，且排气孔113与第二腔体112内部连通；第一套管1121的侧壁镂空。
53.需要说明的是，本实施例中，之所以将第一套管1121的侧壁设置镂空，是为了该用于氢气纯化的防爆接线盒1在使用时，如果其下方设备中的氢气泄漏，则可能会同时进入第一套管1121和第一套管1121与第二腔体112之间，当氢气进入到第一套管1121与第二腔体112之间时，可以通过排气孔113将氢气排出至外部，而当氢气进入第一套管1121时，由于第一套管1121为镂空结构，因而第一套管1121内的氢气会通过其侧壁的镂空结构进入至第二腔体112内，进而通过排气孔113排出至外部。
54.参照图4所示，作为一种可能的实现方式，盒体11的侧壁上还设置有预留孔114，预留孔114与第二腔体112的内部连通，其中，预留孔114用于吹扫保护气。
55.需要说明的是，本实施例中，预留孔114在使用时，其外部设有保护气体，示例性地，可以为氮气，也可以为其他能够实现本公开的发明目的的保护气体，本实施例对此不做限定。如果发生氢气泄漏，则可以通过预留孔114对第二腔体112进行吹扫，保护气进入第二腔体112后会带着泄漏的氢气一起从排气孔113排出到厂房外。此处，当预留孔114不用时，可以将其封堵。另外，此处的排气孔113可以与放空管连接，还可以进一步连接阻火器，用于在放空第二腔体112内的气体的同时保证安全。
56.此外，吹扫过程中进入第二腔体112内的保护气会一部分分布在第一套管1121周围，当第一套管1121的外壁为镂空结构时，保护气的存在会降低电加热管2附近氢气的浓度，从而进一步降低了氢气泄漏时存在的安全隐患。
57.参照图4所示，作为一种可能的实现方式，排气孔113与预留孔114分别对应设置在盒体11的相对侧壁上。
58.需要说明的是，本实施例中，之所以使排气孔113与预留孔114分别对应设置在盒体11的相对侧壁上，其作用是为了使吹扫过程中，能够有更好的吹扫效果。具体地，相对于将排气孔113和预留孔114设置在盒体11的侧壁的相对位置时，吹扫过程中的保护气能够沿直线进行吹扫的方式而言，如果排气孔113与预留孔114设置在盒体11的任意侧壁上，且二者并未处于相对位置，则吹扫过程中产生的保护气在进入第二腔体112后，会被盒体11的侧壁阻挡，而导致其运动路径发生多次偏转，进而会使得吹扫效果变差。
59.参照图4所示，作为一种可能的实现方式，第一套管1121为多个，且间隔分布。
60.需要说明的是，本实施例中，将第一套管1121设置为多个，是为了能够根据使用过程中的加热需要而灵活选择可以放置的电加热管2的数量。而将多个第一套管1121间隔分布，则主要是为了防止多个电加热管2距离太近可能会带来安全隐患。
61.参照图5和图6所示，本公开还提供了一种氢气干燥装置，包括干燥塔3、电加热管2以及前述的用于氢气纯化的防爆接线盒1，干燥塔3设置在用于氢气纯化的防爆接线盒1的下方，干燥塔3内设置有第二套管31，电加热管2通过密封组件1115设置在第二套管31内；干燥塔3的侧壁上设置有氢气入口32和氢气出口33，干燥塔3内可放置有干燥剂，如分子筛。
62.需要说明的是，本实施例中的用于氢气纯化的防爆接线盒1，用于氢气纯化的防爆接线盒1可以采用第一种实现方式中的用于氢气纯化的防爆接线盒1(参照图2)，该结构相较于相关技术中的普通接线盒4而言，其改进在于第一腔体111底部设置有隔离层1113，并且在隔离层1113的通孔1114内设置了用于密封电加热管2的周围空隙的密封组件1115；也可以采用第二种实现方式中的用于氢气纯化的防爆接线盒1(参照图4)，该结构是在前一种用于氢气纯化的防爆接线盒1的结构的改进基础上，增加了第二腔体112以及其他一些辅助结构，将泄漏的氢气从第二腔体112中引出至外部，以便进一步降低氢气纯化过程中的安全隐患。
63.参照图5所示，当采用第一种实现方式中的用于氢气纯化的防爆接线盒1时，氢气干燥装置的结构包括用于氢气纯化的防爆接线盒1、干燥塔3以及电加热管2，此时，干燥塔3设置在用于氢气纯化的防爆接线盒1下方，电加热管2的上部通过电加热管接线部21与外部的线缆电性连接，电加热管2的下部通过密封组件1115穿入第二套管31内。其中，干燥塔3和用于氢气纯化的防爆接线盒1之间可以通过法兰进行连接。使用时，氢气通过氢气入口32进入至干燥塔3内，在电加热管2作用下对氢气进行干燥，最终，氢气在经过干燥后通过氢气出口33进入收集容器中。此过程中，第一腔体111的底部设置的隔离层1113和密封组件1115能够对电加热管2的周围存在的空隙进行有效封堵，防止泄漏的氢气进入第一腔体111内，对第一腔体111内电性连接的部分造成影响，从而实现保障氢气纯化过程中的生产安全的目的。
64.参照图6所示，当采用第二种实现方式中的用于氢气纯化的防爆接线盒1时，氢气干燥装置的结构同样包括用于氢气纯化的防爆接线盒1、干燥塔3以及电加热管2，其与前述的氢气干燥装置的唯一的不同之处在于，该氢气干燥装置中的用于氢气纯化的防爆接线盒1中增设了第二腔体112以及其他辅助部分，而关于增设部分对于氢气干燥装置的作用在前述实施例中已经做了详细描述，本实施例在此不再赘述。
65.参照图5和图6所示，作为一种可能的实现方式，干燥塔3内设有内桶34，氢气入口32与内桶34连通，第二套管31设置在内桶34内，内桶34底部设置有筛板35，且筛板35与干燥塔3的内壁连接。其中，筛板35上放置有干燥剂，且干燥剂位于干燥塔3的内壁与内桶34之间。
66.需要说明的是，本实施例中，内桶34和筛板35的设置是为了使氢气在进入内桶34后，首先，被内桶34中设置的电加热管2加热，其次氢气通过筛板35与干燥剂充分接触，使干燥剂对氢气中的水分进行吸附去除，最终，经干燥后的氢气通过氢气出口33排出至收集容器内。内桶34和筛板35的设置能够提高氢气的干燥的效果。
67.本公开还提供了一种电解水系统，包括氢气纯化系统，氢气纯化系统包括的氢气干燥装置。
68.需要说明的是，本实施例中，氢气纯化系统中的氢气干燥装置采用前述实施例中的氢气干燥装置的结构，而氢气纯化系统中的其他结构及其连接关系采用现有技术，本实
施例对此不作限定。
69.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
70.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
71.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。