一种电解海水制氢系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种电解海水制氢系统，包括超声电解槽装置、与所述超声电解槽装置相连的循环装置及气液分离装置，超声电解槽装置包括电解槽和设置于电解槽的槽体外壁的超声波换能器；循环装置通过其中之一的进水口将海水抽送至电解槽的槽体内，海水作为电解液经过电解槽电解产生的氧化物和/或氢氧化物在所述超声波换能器的作用下，随电解液的流动方向经电解槽的输出口被运送至气液分离装置，气液分离装置用于将所述电解槽产生的气体和流动的电解液进行分离后分别排出。如此，能够防止氧化物或氢氧化物在电极处的沉积，摆脱水垢在电极上沉积导致的催化效率急剧降低，节约了电解海水制氢系统的维护成本。了电解海水制氢系统的维护成本。了电解海水制氢系统的维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电解海水制氢系统


[0001]本技术涉及新能源系统设计领域，尤其是涉及一种电解海水制氢系统。

技术介绍

[0002]海水电解面临的最主要的问题是海水成分复杂，多种离子在电解过程中极易在电极上形成积垢，影响电极正常工作。钙、镁离子会与阴极电极表面水分解产生的氢氧根反应生成钙镁垢，锰离子在电解过程中会不可避免地在阳极电极表面氧化生成MnO2沉积层，积垢轻则增大电极电阻，导致电解槽电压升高，增加电耗，重则使得电极报废。
[0003]目前主要通过定期酸洗来清理电极积垢，该种方法不仅会增加成本，影响设备寿命，且无法完全有效去除锰垢。此外，锰离子浓度对阳极影响极大，当锰离子浓度大于20μg/L时即可因锰沉积导致阳极电流效率短时间内急剧下降，通过预处理对海水中锰离子进行除杂也难以有效解决锰垢问题，因此水垢问题成为限制海水电解制氢技术发展的一大技术难题。

技术实现思路

[0004]为解决现有存在的技术问题，本技术提供一种无需定期清理便能有效去除电解海水所产生的氧化物或氢氧化物积垢的电解海水制氢系统及制氢控制方法。
[0005]为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]本技术实施例提供一种电解海水制氢系统，包括超声电解槽装置、与所述超声电解槽装置相连的循环装置及气液分离装置，所述超声电解槽装置包括电解槽和设置于所述电解槽的槽体外壁的超声波换能器，所述循环装置包含至少一个进水口；所述循环装置通过包含的其中之一的进水口将海水抽送至所述电解槽的槽体内，海水作为电解液经过所述电解槽电解产生的氧化物或氢氧化物在所述超声波换能器的作用下，随电解液的流动方向经所述电解槽的输出口被运送至气液分离装置，所述气液分离装置用于将所述电解槽产生的气体和流动的电解液进行分离后分别排出。
[0007]可选的，所述电解海水制氢系统还包括：与所述气液分离装置相连的冷却装置以及与所述冷却装置相连的过滤装置，所述过滤装置与所述循环装置包含的另一进水口相连；所述冷却装置用于将所述气液分离装置分离出的电解液进行冷却，所述过滤装置对氧化物或氢氧化物进行过滤，经过滤后的电解液再次流向所述循环装置包含的另一进水口。
[0008]可选的，所述电解海水制氢系统还包括连接所述循环装置与所述超声电解装置的第一主液路管以及设置于所述第一主液路管上的第一流量控制阀，所述第一流量控制阀用于控制所述循环装置抽送至所述超声电解装置的水溶液的流量大小。
[0009]可选的，所述冷却装置采用冷却水冷却所述电解液，其中，所述冷却水的温度值为25℃。
[0010]可选的，所述过滤装置为双旋流过滤器。
[0011]可选的，所述气液分离装置包括氢分离器和氧分离器，所述氢分离器通过第一支
液路管与所述超声电解装置的阴极腔室相连，所述氧分离器通过第二支液路管与所述超声电解装置的阳极腔室相连；所述主液路管上设置有第一温度测量仪，所述第一支液路管上设置有第二温度测量仪，所述第二支液路管上设置有第三温度测量仪，所述冷却装置上设置有第二流量控制阀；所述第二流量控制阀用于根据所述第一温度测量仪、第二温度测量仪和第三温度测量仪的温度值控制所述冷却装置流出的电解液的流量大小。
[0012]可选的，所述超声波换能器的数量为多个，所述超声波换能器设置于所述电解槽的槽体相对两侧，每一侧所述超声波换能器等间隔分布。
[0013]可选的，所述电解海水制氢系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一温度测量仪、第二温度测量仪、第三温度测量仪以及第一流量控制阀、第二流量控制阀相连，用于根据所述第一温度测量仪、第二温度测量仪和第三温度测量仪的温度值确定所述电解槽内电解液的温度值，并根据所述温度值控制所述第一流量控制阀和所述第二流量控制阀的开度。
[0014]可选的，所述超声波换能器的数量为6个至50个，每个所述超声波换能器的频率范围为10kHz
‑
200kHz。
[0015]可选的，所述电解槽的槽体内的电解液的温度值范围为75℃
‑
85℃。
[0016]本技术实施例提供的电解海水制氢系统，在循环装置促使海水保持流动状态、以及超声波换能器提供震动的情况下，电解槽电解海水时产生的氧化物或氢氧化物能够及时被流动的电解液带走，有效防止氧化物或氢氧化物在电极处的沉积，摆脱水垢在电极上沉积导致的催化效率急剧降低，节约了电解海水制氢系统的清理和维护成本。
附图说明
[0017]图1为本技术一实施例中电解水制氢系统的结构示意图；
[0018]图2为图1中超声电解装置的结构示意图；
[0019]图3为本技术又一实施例中电解水制氢系统的结构示意图；
[0020]图4为图3中第二流量控制阀与三个温度测量仪之间的结构示意图。
具体实施方式
[0021]以下结合说明书附图及具体实施例对本技术技术方案做进一步的详细阐述。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0025]虽然淡水电解制氢的研究已较为成熟。但是，淡水电解制氢要占用大量的淡水资源。从节约淡水资源的角度出发，全球科研人员开展了电解海水制氢的研究。电解海水制氢有两种方式，第一种是先对海水淡化并除杂形成淡水后进行电解，第二种是直接对海水进行电解。第一种方法会增加海水淡化的成本。因此，研究人员对直接电解海水制氢比较关注。
[0026]请参阅图1，为适用于本技术一实施例中电解海水制氢系统的结构示意图。所述电解海水制氢系统包括超声电解槽装置11、与所述超声电解槽装置11相连的循环装置12及气液分离装置13，所述超声电解槽装置11包括电解槽和设置于所述电解槽的槽体外壁的超声波换能器，所述循环装置12包含至少一个进水口；所述循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解海水制氢系统，其特征在于，包括超声电解装置、与所述超声电解装置相连的循环装置及气液分离装置，所述超声电解装置包括电解槽和设置于所述电解槽的槽体外壁的超声波换能器，所述循环装置包含至少一个进水口；所述循环装置通过其中之一的进水口将海水抽送至所述电解槽的槽体内，海水作为电解液经过所述电解槽电解产生的氧化物或氢氧化物在所述超声波换能器的作用下，随电解液的流动方向经所述电解槽的输出口被运送至气液分离装置，所述气液分离装置用于将所述电解槽产生的气体和流动的电解液进行分离后分别排出。2.如权利要求1所述的电解海水制氢系统，其特征在于，还包括：与所述气液分离装置相连的冷却装置以及与所述冷却装置相连的过滤装置，所述过滤装置与所述循环装置的另一进水口相连；所述冷却装置用于将所述气液分离装置分离出的电解液进行冷却，所述过滤装置对氧化物或氢氧化物进行过滤，经过滤后的电解液再次流向所述循环装置的另一进水口。3.如权利要求2所述的电解海水制氢系统，其特征在于，还包括连接所述循环装置与所述超声电解装置的第一主液路管以及设置于所述第一主液路管上的第一流量控制阀，所述第一流量控制阀用于控制所述循环装置抽送至所述超声电解装置的水溶液的流量大小。4.如权利要求2所述的电解海水制氢系统，其特征在于，所述冷却装置采用冷却水冷却所述电解液，其中，所述冷却水的温度值为25℃。5.如权利要求2所述的电解海水制氢系统，其特征在于，所述过滤装置为双旋流过滤器。6.如权利要求3所述的电解海水制氢系统，其特征在于，所述气液分...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴渊韬，郑宇，刘稼瑾，王宏媛，
申请(专利权)人：深圳市图灵科创产业发展有限公司，
类型：新型
国别省市：