移动式水电解制氢加氢装置制造方法及图纸

本申请提供了一种移动式水电解制氢加氢装置，包括机架，机架的底部设有轮组；质子交换膜电解槽；循环泵，循环泵与质子交换膜电解槽连接；水气分离组件，包括氢水分离器和氧水分离器，氢水分离器与质子交换膜电解槽连接，氧水分离器与质子交换膜电解槽和循环泵连接，氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；及控制组件，包括控制器和两个背压阀，两个背压阀分别连接于氢水分离器的氢气出口和氧水分离器的氧气出口。本申请提供的移动式水电解制氢加氢装置采用了质子交换膜电解槽，由于质子交换膜电解槽的反应物为纯水，具有大的工作电流密度范围0A/cm

【技术实现步骤摘要】
移动式水电解制氢加氢装置
本申请属于制氢设备
，更具体地说，是涉及一种移动式水电解制氢加氢装置。
技术介绍
随着能源问题和环境问题日益严重，氢能源作为最清洁的二次能源已经成为我国重要的发展方向。而当前阶段，我国60％的氢气还是主要通过化石能源来制取，这种方式虽然生产成本较低，但会对环境产生大量污染，同时伴随大量的碳排放。水电解制氢作为一种将电能直接转化为氢能的技术，其转化效率高、无污染、无碳排放，是未来新能源的重点发展方向。由于目前氢燃料电池行业的发展迅速，无论是氢燃料电池汽车、氢燃料电池无人机以及氢燃料电池发电装置，从研发到应用的过程中都需要使用到大量的氢气，这也提高了市场对小型化、移动式水电解制氢装置的需求。目前市场中的水电解制氢装置多为碱性水电解制氢装置，碱性水电解技术起步较早，目前技术成熟，成本较低，最大功率能够达到兆瓦级别。但是由于碱性水电解技术使用隔膜结构来分隔氢气和氧气，为了防止气体的混合，碱性水电解设备只能在一定的电流密度范围内进行工作，工作电流密度范围多数在0.2A/cm2～0.5A/cm2，要提高氢气的产量就需要增大碱水电解装置的体积；与此同时，隔膜结构还会导致碱水电解设备的输出压力较低(≤2MPa)。由于碱水电解技术使用碱液作为电解液，这也导致其需要定期更换电解液，操作流程比较复杂。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种移动式水电解制氢加氢装置，包括但不限于解决碱性水电解制氢装置的工作电流密度范围小、体积大及需要添加碱液的技术问题。为实现上述目的，本申请实施例提供了一种移动式水电解制氢加氢装置，包括：机架，所述机架的底部设有轮组；质子交换膜电解槽，设于所述机架的内部；循环泵，设于所述机架的内部，所述循环泵与所述质子交换膜电解槽的进水口连接；水气分离组件，设于所述机架的内部，所述水气分离组件包括氢水分离器和氧水分离器，所述氢水分离器与所述质子交换膜电解槽的氢气出口连接，所述氧水分离器与所述质子交换膜电解槽的氧气出口和所述循环泵的进水口连接，且所述氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；以及控制组件，设于所述机架上，所述控制组件包括控制器和两个背压阀，所述控制器用于控制所述质子交换膜电解槽、所述循环泵、所述氢水分离器和所述氧水分离器按照指令运行，其中一个所述背压阀连接于所述氢水分离器的氢气出口，另外一个所述背压阀连接于所述氧水分离器的氧气出口。可选地，所述移动式水电解制氢加氢装置还包括：排气组件，设于所述机架上，并受控于所述控制器，所述排气组件包括升压泵，所述升压泵通过所述背压阀与所述氢水分离器连接。可选地，所述排气组件还包括：干燥器，设于所述机架的内部，所述干燥器与所述氢水分离器连接，且所述干燥器通过所述背压阀与所述升压泵连接。可选地，所述排气组件还包括：氢气浓度检测仪，连接于所述干燥器和所述升压泵之间。进一步地，所述质子交换膜电解槽包括层叠设置的多组电解单槽，所述电解单槽为平板结构，且所述电解单槽由单槽框架、质子交换膜、阳极多孔板、阳极流场板、阴极多孔板、阴极流场板和密封圈组成。进一步地，所述氢水分离器包括：第一水罐，与所述质子交换膜电解槽连接；以及第一热交换器，设于所述第一水罐内，用于与恒温水机连接实现热交换；所述氧水分离器包括：第二水罐，与所述第一水罐、所述质子交换膜电解槽和所述循环泵连接，所述补水口开设于所述第二水罐上；以及第二热交换器，设于所述第二水罐内，用于与恒温水机连接实现热交换。可选地，所述移动式水电解制氢加氢装置还包括：水净化组件，设于所述机架的内部，并受控于所述控制器，所述水净化组件包括水净化器，所述水净化器连接于所述氧水分离器和所述循环泵之间。可选地，所述水净化组件还包括：气泡检测器，连接于所述水净化器和所述循环泵之间。可选地，所述移动式水电解制氢加氢装置还包括：补水泵，设于所述机架上，与所述氧水分离器的补水口连接，并受控于所述控制器。进一步地，所述控制组件还包括恒流电源、显示屏、控制开关和仪表。本申请提供的移动式水电解制氢加氢装置的有益效果在于：一、质子交换膜水电解技术具有大的工作电流密度范围0A/cm2～3A/cm2，并且由于质子交换膜的厚度低、机械强度大，整个质子交换膜电解槽的结构很紧密，使得质子交换膜电解槽可以在较高的气体压力、不同氢氧压差条件下(氢气高压、氧气低压)工作，使得移动式水电解制氢加氢装置具有更高的气体输出压力范围0.1～3MPa；二、由于质子交换膜电解槽使用纯水作为反应物，因此无需使用碱液作为电解液；三、由于无需设置碱液控制和供应组件，并且在同等氢气产量的情况下，质子交换膜电解槽的体积是碱水电解槽的五分之一，因此移动式水电解制氢加氢装置的体积更小、重量更轻，具有小型化、移动灵活的特点；四、由于质子交换膜具有交叉渗透率低的特点，使得质子交换膜电解槽相对于碱水电解槽具有更高的气体纯度和安全性；五、由于质子交换膜电解槽可以产生较高的气体压力，因此有助于气体从电极上排出，提高了电解效率，同时在满足气体输出压力要求的前提下，移动式水电解制氢加氢装置可以减少后续添加气体升压组件的成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例提供的移动式水电解制氢加氢装置的立体示意图；图2为本申请实施例提供的移动式水电解制氢加氢装置另一角度的立体示意图；图3为本申请实施例提供的移动式水电解制氢加氢装置的后视示意图；图4为本申请实施例提供的移动式水电解制氢加氢装置的结构框图。其中，图中各附图标记：1—移动式水电解制氢加氢装置、10—机架、20—质子交换膜电解槽、30—循环泵、70—水净化组件、80—补水泵、41—氢水分离器、42—氧水分离器、51—控制器、52—背压阀、53—恒流电源、54—显示屏、55—控制开关、56—仪表、61—升压泵、62—干燥器、100—轮组、610—高压出口。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需说明的是，当部件被称为“固定在”或“设置在”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接在”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。当一个部件被称为与另一个部件“电连接”，它可以是导体电连接，或者是无线电连接，还可以是其它各种能够传输电信号的连接方式。术语“上”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.移动式水电解制氢加氢装置，其特征在于：包括：/n机架，所述机架的底部设有轮组；/n质子交换膜电解槽，设于所述机架的内部；/n循环泵，设于所述机架的内部，所述循环泵与所述质子交换膜电解槽的进水口连接；/n水气分离组件，设于所述机架的内部，所述水气分离组件包括氢水分离器和氧水分离器，所述氢水分离器与所述质子交换膜电解槽的氢气出口连接，所述氧水分离器与所述质子交换膜电解槽的氧气出口和所述循环泵的进水口连接，且所述氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；以及/n控制组件，设于所述机架上，所述控制组件包括控制器和两个背压阀，所述控制器用于控制所述质子交换膜电解槽、所述循环泵、所述氢水分离器和所述氧水分离器按照指令运行，其中一个所述背压阀连接于所述氢水分离器的氢气出口，另外一个所述背压阀连接于所述氧水分离器的氧气出口。/n

【技术特征摘要】
1.移动式水电解制氢加氢装置，其特征在于：包括：
机架，所述机架的底部设有轮组；
质子交换膜电解槽，设于所述机架的内部；
循环泵，设于所述机架的内部，所述循环泵与所述质子交换膜电解槽的进水口连接；
水气分离组件，设于所述机架的内部，所述水气分离组件包括氢水分离器和氧水分离器，所述氢水分离器与所述质子交换膜电解槽的氢气出口连接，所述氧水分离器与所述质子交换膜电解槽的氧气出口和所述循环泵的进水口连接，且所述氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；以及
控制组件，设于所述机架上，所述控制组件包括控制器和两个背压阀，所述控制器用于控制所述质子交换膜电解槽、所述循环泵、所述氢水分离器和所述氧水分离器按照指令运行，其中一个所述背压阀连接于所述氢水分离器的氢气出口，另外一个所述背压阀连接于所述氧水分离器的氧气出口。


2.如权利要求1所述的移动式水电解制氢加氢装置，其特征在于：还包括：
排气组件，设于所述机架上，并受控于所述控制器，所述排气组件包括升压泵，所述升压泵通过所述背压阀与所述氢水分离器连接。


3.如权利要求2所述的移动式水电解制氢加氢装置，其特征在于：所述排气组件还包括：
干燥器，设于所述机架的内部，所述干燥器与所述氢水分离器连接，且所述干燥器通过所述背压阀与所述升压泵连接。


4.如权利要求3所述的移动式水电解制氢加氢装置，其特征在于：所述排气组件还包括：
氢气浓度检测仪，连接于所述干燥器和所述升压泵之间。


5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹永利，高彦鹏，刘晓天，黄河静，马雄伟，
申请(专利权)人：深圳市绿航星际太空科技研究院，深圳太科飞天科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44