一种动态制氢过程的热集成方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种动态制氢过程的热集成方法，包括获取电解槽的当前功率负荷，判断电解槽的负荷变换方向；或者将电解槽的当前功率与额定功率进行比较，得到当前电解槽的热状态，进而得到当前电热槽的热量传递需求；判断换热单元当前的换热模式是否满足当前电热槽的热量传递需求的限制；获取当前电解槽的温度，与设定值进行比较，若当前温度低于设定值时，减小换热介质流速；若当前温度等于设定值时，维持换热介质流速不变；若当前温度高于设定值时，增大换热介质流速；对经过换热单元后的换热介质的余热进行利用。本发明专利技术有利于提高电解槽工作效率，实现热量的进一步利用。本发明专利技术还提供一种动态制氢过程的热集成系统。提供一种动态制氢过程的热集成系统。提供一种动态制氢过程的热集成系统。

【技术实现步骤摘要】
一种动态制氢过程的热集成方法及系统


[0001]本专利技术涉及可再生能源及氢能
，尤其涉及一种动态制氢过程的热集成方法及系统。

技术介绍

[0002]随着风电、光伏等可再生能源在我国能源供应比例中的日益提升，可再生能源的波动性对电网的冲击成为一个亟待解决的问题。利用可再生能源电解水制取绿色氢气，并将氢气储存起来的路线是实现大规模可再生能源储存、缓解电网压力的有效手段。电解制氢技术在传统应用场景中往往工作在稳定的功率下，而对于波动性可再生能源的不稳定功率输入，其系统管理遇到了许多问题，热量管理是其中比较关键的一项。
[0003]热量管理对电解制氢效率和安全性有很大影响：一方面，电解制氢反应在较高温度下具有更快的反应动力学和更低的反应小室电压，有助于降低制氢过程的电耗，降低成本；另一方面，电解槽工作过程中不断产生热量，若热量不断积聚，导致温度过高，容易造成电解槽电极和膜材料的破坏，导致电解性能的降低，严重的会造成氢氧混合和爆炸。电解槽散失的热量也会造成能量转换效率的下降，导致整体电解制氢成本的提高。因此，通过热量管理实现温度的精准控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态制氢过程的热集成方法，应用于电解制氢系统，电解制氢系统包括电解槽，其特征在于，该方法包括：S100.获取电解槽的当前功率负荷，判断电解槽的负荷变换方向；或者将电解槽的当前功率与额定功率进行比较，得到当前电解槽的热状态，进而得到当前电热槽的热量传递需求；S200.判断换热单元当前的换热模式是否满足当前电热槽的热量传递需求的限制；若满足则直接转到步骤S300，否则先切换换热单元的换热介质再转至步骤S300；S300.获取当前电解槽的温度，与设定值进行比较，若当前温度低于设定值时，减小换热介质流速；若当前温度等于设定值时，维持换热介质流速不变；若当前温度高于设定值时，增大换热介质流速。S400.对经过换热单元后的换热介质的余热进行利用。2.根据权利要求1所述的一种动态制氢过程的热集成方法，其特征在于，所述步骤S400包括：当一台电解槽的换热单元的换热介质为冷却介质时，向需散热的另一台电解槽取热；当一台电解槽的换热单元的换热介质为加热介质时，向需供热的另一台电解槽供热。3.根据权利要求1所述的一种动态制氢过程的热集成方法，其特征在于，所述步骤S400包括：将换热介质通入外部换热器，对换热后的余热利用。4.根据权利要求1所述的一种动态制氢过程的热集成方法，其特征在于，所述换热单元包括：内部换热器(21)，设置在所述电解制氢系统的内部，位于所述电解槽的外侧，通过管路与所述电解槽连通；外部换热器(22)，设置在所述电解制氢系统的外部，通过管路与所述内部换热器(21)连通；电磁阀，设置在所述内部换热器(21)和所述外部换热器(22)之间的管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张畅，王金意，任志博，王鹏杰，余智勇，徐显明，张欢，
申请(专利权)人：四川华能氢能科技有限公司华能集团技术创新中心有限公司四川华能太平驿水电有限责任公司四川华能宝兴河水电有限责任公司四川华能嘉陵江水电有限责任公司四川华能东西关水电股份有限公司四川华能康定水电有限责任公司四川华能涪江水电有限责任公司华能明台电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：