电解水制氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电解水制氢系统。所述电解水制氢系统包括：依次连接的电解水机构、催化氧化机构、至少一个第一干燥机构、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥机构，以及，所述第一干燥机构还与所述电解水机构连接，所述第二干燥机构还与所述第一干燥机构导热连接。本实用新型专利技术实施例提供的一种电解水制氢系统，结构简单，使用方便，其可以对在氢气进行后续处理过程中的热量进行回收利用，进而节约了氢气制备、收集中的能耗，进而降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
电解水制氢系统
本技术涉及一种制氢系统，特别涉及一种电解水制氢系统，属于制氢设备

技术介绍
电解水是一种重要的制氢方法，可以应用于金属冶炼、煤化工、石油精炼、风光发电储能、燃料电池等领域，该工艺制氢过程中不产生温室气体，被认为是制氢的重要方法，电解水产生的氢气中一般混有少量的氧气、水汽和电解液，需要通过分离洗涤等步骤脱除，以得到高纯氢气；然现有的除氧干燥方法主要为变温吸附，使用固态吸附剂对氧气与水分进行吸附，并通过加热的方法使吸附剂再生，而这一过程常使用电加热供能，能耗较高。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种电解水制氢系统，以克服现有技术中的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种电解水制氢系统，包括依次连接的电解水机构、催化氧化机构、至少一个第一干燥机构、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥机构，以及，所述第一干燥机构还与所述电解水机构连接，所述第二干燥机构还与所述第一干燥机构导热连接；其中，所述电解水机构至少用于制备获得氢气，所述氢气包含在自所述电解水机构导出的混合气体中；所述催化氧化机构至少用于使所述混合气体中的氢气与氧气发生催化反应并使所述混合气体的温度升至指定温度以上；所述第一干燥机构至少用于与所述混合气体进行热量交换，并使所述混合气体中的部分气体冷凝形成液相介质，所述液相介质回流至所述电解水制氢机构；所述冷却分离洗涤机构至少用于除去混合气体中的低沸点杂质；所述第二干燥机构至少用于除去所述混合气体中的水分，从而获得高纯氢气。与现有技术相比，本技术实施例提供的一种电解水制氢系统，结构简单，使用方便，其可以对在氢气进行后续处理过程中的热量进行回收利用，进而节约了氢气制备、收集中的能耗，进而降低了生产成本；本技术实施例提供的一种电解水制氢系统，利用催化氧化燃烧器脱除了氢气中的微量氧气，同时放出热量，并将该热量与气体的部分显热进行回收，并利用回收的热量对干燥剂进行加热再生，降低了干燥剂在再生过程的能耗。附图说明图1是本技术一典型实施案例中提供的一种电解水制氢系统的结构示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术实施例提供了一种电解水制氢系统，包括依次连接的电解水机构、催化氧化机构、至少一个第一干燥机构、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥机构，以及，所述第一干燥机构还与所述电解水机构连接，所述第二干燥机构还与所述第一干燥机构导热连接；其中，所述电解水机构至少用于制备获得氢气，所述氢气包含在自所述电解水机构导出的混合气体中；所述催化氧化机构至少用于使所述混合气体中的氢气与氧气发生催化反应并使所述混合气体的温度升至指定温度以上；所述第一干燥机构至少用于与所述混合气体进行热量交换，并使所述混合气体中的部分气体冷凝形成液相介质，所述液相介质回流至所述电解水制氢机构；所述冷却分离洗涤机构至少用于除去混合气体中的低沸点杂质；所述第二干燥机构至少用于除去所述混合气体中的水分，从而获得高纯氢气。进一步的，所述第一干燥机构包括第一干燥塔，所述第一干燥塔具有与催化氧化机构连接的进气口、与冷却分离洗涤机构连接的出气口以及与电解水机构连接的液体回流出口。进一步的，所述第二干燥机构包括第二干燥塔，所述第二干燥塔的一端设置有与冷却分离洗涤机构连接的进气口，另一端设置有出气口，其中，所述第二干燥塔设置在所述第一干燥塔的外部，所述第二干燥塔的塔壁与第一干燥塔的塔壁导热连接，或者，所述第二干燥塔与第一干燥塔的部分塔壁重合。进一步的，所述第二干燥机构包括第二干燥塔，所述第二干燥塔的一端设置有与冷却分离洗涤机构连接的进气口，另一端设置有出气口，其中，所述第二干燥塔设置在所述第一干燥塔的内部。在一些较为具体的实施方案中，所述第一干燥塔与第二干燥塔设置为一体，所述第一干燥塔与第二干燥塔由良导热金属分隔形成。进一步的，至少所述第二干燥塔的塔壁为良导热金属层。更进一步的，所述第一干燥塔和/或第二干燥塔外部设置有保温层，或者，所述第一干燥塔和第二干燥塔设置在一保温结构内。更进一步的，所述第二干燥塔还与真空泵连接，所述真空泵至少用于在所述第二干燥塔内形成负压环境。更进一步的，所述第二干燥塔还与补热机构连接，所述补热机构至少用于对所述第二干燥塔进行加热，以使所述第二干燥塔内的温度达到能够使第二干燥塔内的干燥剂再生的指定温度，该补热机构可以是加热器等。在一些较为具体的实施方案中，所述的电解水制氢系统包括多个第一干燥机构和多个第二干燥机构，所述多个第一干燥机构彼此独立设置且分别与所述催化氧化机构、电解水机构、冷却分离洗涤机构连接，所述多个第二干燥机构彼此独立设置且分别与所述冷却分离洗涤机构连接。进一步的，所述电解水制氢系统还包括氢气收集和存储机构，所述氢气收集和存储机构与所述第二干燥机构连接。进一步的，所述电解水机构包括电解槽、纯水补充机构和电解液回收补充机构。进一步的，所述催化氧化机构包括催化燃烧器。进一步的，所述冷却分离洗涤机构包括冷却器、分离器和洗涤器。如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。请参阅图1，一种电解水制氢系统，包括电解水机构10、催化燃烧器20、至少一个第一干燥塔30、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥塔40，其中，所述电解水机构10、催化燃烧器20、至少一个第一干燥塔30、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥塔40之间依次通过连接管路连接，以及，所述第一干燥塔30还与所述电解水机构10连接，所述第二干燥塔40还与所述第一干燥塔30导热连接。具体的，所述第一干燥塔30的一端具有与催化氧化机构10连接的进气口31，另一端具有与冷却分离洗涤机构连接的出气口32以及与电解水机构10连接的液体回流出口33，所述第二干燥塔40的一端设置有与冷却分离洗涤机构连接的进气口41、与真空泵连接的抽真空出气口43，另一端设置有出气口42，其中，所述第二干燥塔40与第一干燥塔30导热连接，以实现使自催化燃烧器20输出的混合气体中的热量转移至第二干燥塔40，并利用自催化燃烧器20输出的混合气体中的热量对第二干燥塔40进行加热，以使第二干燥塔40内的温度达到可使其内部的干燥剂再生的指定温度。具体的，请再次参阅图1，第二干燥塔40设置在第一干燥塔30的内部，第一干燥塔30的塔壁为良导热金属层，第一干燥塔30的外部设置有保温层；当然，第二干燥塔40还可以设置在第一干燥塔30的外部并与第一干燥塔30并排设置，第二干燥塔40和第一干燥塔30可以具有共用的塔壁，该共用部分的塔壁为良导热金属层，第一干燥塔30和第二干燥塔40的外部均设置有保温层，该保温层的材质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解水制氢系统，其特征在于包括：依次连接的电解水机构、催化氧化机构、至少一个第一干燥机构、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥机构，以及，所述第一干燥机构还与所述电解水机构连接，所述第二干燥机构还与所述第一干燥机构导热连接；其中，/n所述电解水机构至少用于制备获得氢气，所述氢气包含在自所述电解水机构导出的混合气体中；/n所述催化氧化机构至少用于使所述混合气体中的氢气与氧气发生催化反应并使所述混合气体的温度升至指定温度以上；/n所述第一干燥机构至少用于与所述混合气体进行热量交换，并使所述混合气体中的部分气体冷凝形成液相介质，所述液相介质回流至所述电解水制氢机构；/n所述冷却分离洗涤机构至少用于除去混合气体中的低沸点杂质；/n所述第二干燥机构至少用于除去所述混合气体中的水分，从而获得高纯氢气。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢系统，其特征在于包括：依次连接的电解水机构、催化氧化机构、至少一个第一干燥机构、冷却分离洗涤机构以及至少一个第二干燥机构，以及，所述第一干燥机构还与所述电解水机构连接，所述第二干燥机构还与所述第一干燥机构导热连接；其中，
所述电解水机构至少用于制备获得氢气，所述氢气包含在自所述电解水机构导出的混合气体中；
所述催化氧化机构至少用于使所述混合气体中的氢气与氧气发生催化反应并使所述混合气体的温度升至指定温度以上；
所述第一干燥机构至少用于与所述混合气体进行热量交换，并使所述混合气体中的部分气体冷凝形成液相介质，所述液相介质回流至所述电解水制氢机构；
所述冷却分离洗涤机构至少用于除去混合气体中的低沸点杂质；
所述第二干燥机构至少用于除去所述混合气体中的水分，从而获得高纯氢气。


2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统，其特征在于：所述第一干燥机构包括第一干燥塔，所述第一干燥塔具有与催化氧化机构连接的进气口、与冷却分离洗涤机构连接的出气口以及与电解水机构连接的液体回流出口。


3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于：所述第二干燥机构包括第二干燥塔，所述第二干燥塔的一端设置有与冷却分离洗涤机构连接的进气口，另一端设置有出气口，其中，所述第二干燥塔设置在所述第一干燥塔的外部，所述第二干燥塔的塔壁与第一干燥塔的塔壁导热连接，或者，所述第二干燥塔与第一干燥塔的部分塔壁重合。


4.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于：所述第二干燥机构包括第二干燥塔，所述第二干燥塔的一端设置有与冷却分离洗涤机构连接的进气口，另一端设置有出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏，张傑，王海成，梁鑫，
申请(专利权)人：青岛创启信德新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37