一种风电电解水制氢系统技术方案

本申请涉及电解水制氢领域，尤其是涉及一种风电电解水制氢系统，其技术方案要点是包括电解槽，电解槽的上方设置有用于对含有氯化钠的自来水初步处理的处理罐，处理罐上端连通有进水管道；处理罐内设置有与处理罐内壁相适配的过滤器；处理罐下端连通有排水管道，排水管道远离处理罐的一端连通有高压水泵，高压水泵的输出端连通有反渗透件，反渗透件包括用于去除水溶液中氯化钠等物质的反渗透膜；反渗透件远离高压水泵的一端连通有纯水罐，纯水罐的下端与电解槽连通；电解槽上连通有氢气管道和氧气管道，氢气管道的一端连通有储氢罐，达到了提高氢气的纯度，提高氢气储存的安全性的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种风电电解水制氢系统


[0001]本申请涉及电解水制氢领域，尤其是涉及一种风电电解水制氢系统。

技术介绍

[0002]氢气具有质量轻、能量密度高以及使用时对环境无任何排放污染等优点，目前制氢的技术主要是矿物燃料制氢和水电解制氢两类，其中水电解制氢技术是通过电解水进而获得高纯度的氢气。
[0003]相关技术中，授权公告号为CN208395286U的中国专利公开了一种风电电解水制氢系统，包括风机系统、水电解制氢系统、电解用水供给系统、气/液分离干燥提纯系统、碱液循环系统和储氢罐；风机系统的电能第一输出端连接水电解制氢系统，水电解制氢系统包括控制器、多路开关和电解槽，多路开关的控制端与控制器连接，多路开关的输入端与风机系统的正极连接，多路开关的输出端具有第一端口至第M个端口，电解用水供给系统将水供应至水电解制氢系统中；水电解制氢系统依次与气/液分离干燥提纯系统和储氢罐连接，气/液分离干燥提纯系统还与碱液循环系统连接，达到了有效提升水电解制氢装置对风机系统波动输出的适应性，提高了风能利用效率同时提高氢气的产率的效果。
[0004]针对上述相关技术方案，专利技术人发现：由于水电解制氢系统中使用的水溶液为含有氯化钠的自来水，因此水溶液不仅会转换为氢气和氧气，还会转换为氯气，同时氯气还会随着氢气一起进到储氢罐内，不仅导致氢气的纯度降低，同时氢气储存的安全性也随之降低。

技术实现思路

[0005]为了提高氢气的纯度，提高氢气储存的安全性，本申请提供一种风电电解水制氢系统。
[0006]本申请提供的一种风电电解水制氢系统采用如下的技术方案：一种风电电解水制氢系统，包括电解槽，电解槽的上方设置有用于对含有氯化钠的自来水初步处理的处理罐，处理罐上端连通有进水管道；处理罐内设置有与处理罐内壁相适配的过滤器；处理罐下端连通有排水管道，排水管道远离处理罐的一端连通有高压水泵，高压水泵的输出端连通有反渗透件，反渗透件包括用于去除水溶液中氯化钠等物质的反渗透膜；反渗透件远离高压水泵的一端连通有纯水罐，纯水罐的下端与电解槽连通；电解槽上连通有氢气管道和氧气管道，氢气管道的一端连通有储氢罐。
[0007]通过采用上述技术方案，需要制取氢气时，自来水通过进水管道排进处理罐内，自来水利用自身重力通过过滤器流进排水管道，并在高压水泵的作用下流进反渗透件，水溶液在反渗透膜的作用下转换为不含氯化钠的纯水并随之流进纯水罐内，接着纯水利用自身重力流进电解槽中并转换为氢气和氧气，氢气利用氢气管道排进储氢罐内；设置的高压水泵和反渗透件便于去除水溶液中的无机盐，从而降低水电解制氢过程中产生氯气的可能性，达到了提高氢气的纯度，提高氢气储存的安全性的效果；设置的处理罐和过滤器便于去
除自来水中的悬浮物质以及固体颗粒，降低了需要使用反渗透件对水溶液中的悬浮物质和固体颗粒过滤，延长了反渗透件的使用寿命。
[0008]优选的，过滤器上方设置有竖直的搅拌轴，搅拌轴的周面上固定有多个倾斜设置的搅拌叶片，处理罐上设置有带动搅拌轴转动的驱动件。
[0009]通过采用上述技术方案，设置的搅拌叶片便于带动自来水在处理罐内转动，进而提高自来水的紊流度，进而便于反渗透件对水溶液进行过滤；搅拌叶片倾斜设置进一步提高自来水的紊流度。
[0010]优选的，处理罐上设置有多个用于向处理罐内通氢气的第一通气管道，第一通气管道的一端延伸至处理罐内并与过滤器固定连接，第一通气管道的周面上开设有多个第一排气孔，第一通气管道上设置有第一流量控制阀；处理罐上连通有第一排气管，第一排气管内设置有用于检测第一排气管内氢气浓度的第一氢气浓度传感器；第一排气管上设置有第一单向阀；进水管道和排水管道上均设置有电磁阀；处理罐上设置有控制箱，控制箱与第一流量控制阀、电磁阀以及第一氢气浓度传感器耦接。
[0011]通过采用上述技术方案，制取氢气时设置的第一通气管道向处理罐内持续通入氢气便于将处理罐内的空气排空，从而提高了氢气的纯度，提高了氢气储存的安全性；氢气持续通入处理罐内时，设置的第一氢气浓度传感器和第一流量控制阀便于使处理罐内始终充满氢气，从而提高储氢罐内氢气的纯度，提高氢气储存的安全性；设置的第一单向阀使处理罐内空气只能向外排出，降低了外界空气进入到处理罐中的可能性，从而便于使处理罐内始终充满氢气。
[0012]优选的，处理罐和纯水罐上均设置有超声波液位计，超声波液位计与控制箱耦接。
[0013]通过采用上述技术方案，需要调节液位高度时，设置的超声波液位计便于实时监测处理罐和纯水罐内的水溶液的液位高度，同时监测信息能够及时反馈至控制箱，控制箱对检测信息分析并将分析信号反馈至电磁阀，实现进水管道和排水管道的通断，从而实现处理罐和纯水罐内液位高度的调节。
[0014]优选的，纯水罐上设置有第二通气管道，第二通气管道的一端延伸至纯水罐罐底并连通有分气管道，分气管道水平设置，分气管道的周面上开设有多个第二排气孔，第二通气管道上设置有第二流量控制阀；纯水罐上连通有第二排气管，第二排气管内设置有用于检测第二排气管内氢气浓度的第二氢气浓度传感器，第二排气管上设置有第二单向阀；第二流量控制阀和第二氢气浓度传感器均与控制箱耦接。
[0015]通过采用上述技术方案，制作完成的纯水流进纯水罐后，设置的分气管道和开设的第二排气孔便于将氢气均匀的排进纯水罐罐底的位置，从而便于更好的将纯水罐内的空气向外排出，达到了提高氢气纯度，提高氢气储存的安全性的效果；设置的第二氢气浓度传感器和第二流量控制阀便于使纯水罐内始终充满氢气，从而提高储氢罐内氢气的纯度，提高氢气储存的安全性；设置的第二单向阀使纯水罐内空气只能向外排出，降低了外界空气进入到纯水罐内的可能性，从而便于使纯水罐内始终充满氢气，提高氢气储存的安全性。
[0016]优选的，氢气管道上设置有用于去除氧气的脱氧件，氢气管道远离电解槽的一端连通有氢气收集管道和氢气使用管道，氢气收集管道远离氢气管道的一端与储氢罐连通，氢气收集管道上设置有用于去除水分子的脱水件；氢气使用管道与第一通气管道和第二通气管道连通。
[0017]通过采用上述技术方案，纯水在水电解制氢系统内转换为氢气和氧气，氢气利用氢气使用管道排进两个第一通气管道和第二通气管道内，降低了需要单独制取氢气从而实现除氮，降低了生产成本，提高了综合收益；设置的脱氧件便于去除氢气中的氧气；设置的脱水件便于去除氢气中的水分。
[0018]优选的，储氢罐包括外罐和内罐，储氢罐上连通有排氢管；外罐与内罐之间设置有阻燃剂，外罐上端连通有进料管。
[0019]通过采用上述技术方案，氢气通过氢气收集管道流进储氢罐后，设置的阻燃剂能够降低内罐中氢气泄露后发生爆炸的可能性，提高了氢气储存的安全性。
[0020]优选的，外罐的周面上设置有多个与外罐表面相贴合的抱箍，抱箍上固定有沿着从靠近到远离储氢罐的方向向下倾斜设置的固定杆，固定杆远离储氢罐的一端与地面固定连接。
[0021]通过采用上述技术方案，设置的抱箍和固定杆便于对内罐和外罐同时进行支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电电解水制氢系统，包括电解槽(23)，其特征在于：电解槽(23)的上方设置有用于对含有氯化钠的自来水初步处理的处理罐(31)，处理罐(31)上端连通有进水管道(311)；处理罐(31)内设置有与处理罐(31)内壁相适配的过滤器(313)；处理罐(31)下端连通有排水管道(312)，排水管道(312)远离处理罐(31)的一端连通有高压水泵(32)，高压水泵(32)的输出端连通有反渗透件(33)，反渗透件(33)包括用于去除水溶液中氯化钠等物质的反渗透膜；反渗透件(33)远离高压水泵(32)的一端连通有纯水罐(34)，纯水罐(34)的下端与电解槽(23)连通；电解槽(23)上连通有氢气管道(231)和氧气管道(232)，氢气管道(231)的一端连通有储氢罐(5)。2.根据权利要求1所述的一种风电电解水制氢系统，其特征在于：过滤器(313)上方设置有竖直的搅拌轴(81)，搅拌轴(81)的周面上固定有多个倾斜设置的搅拌叶片(82)，处理罐(31)上设置有带动搅拌轴(81)转动的驱动件(83)。3.根据权利要求2所述的一种风电电解水制氢系统，其特征在于：处理罐(31)上设置有多个用于向处理罐(31)内通氢气的第一通气管道(91)，第一通气管道(91)的一端延伸至处理罐(31)内并与过滤器(313)固定连接，第一通气管道(91)的周面上开设有多个第一排气孔(92)，第一通气管道(91)上设置有第一流量控制阀(94)；处理罐(31)上连通有第一排气管(93)，第一排气管(93)内设置有用于检测第一排气管(93)内氢气浓度的第一氢气浓度传感器；第一排气管(93)上设置有第一单向阀(95)；进水管道(311)和排水管道(312)上均设置有电磁阀(314)；处理罐(31)上设置有控制箱(111)，控制箱(111)与第一流量控制阀(94)、电磁阀(314)以及第一氢气浓度传感器耦接。4.根据权利要求3所述的一种风电电解水制氢系统，其特征在于：处理罐(31)和纯水罐(34)上均设置有超声波液位计(114)，超声波液位计(114)与控制箱(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，刘晓凯，李明新，杨志祎，鲍连福，
申请(专利权)人：嘉寓氢能源科技辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：