一种氯碱制氢系统技术方案

本申请提出一种氯碱制氢系统，包括电解槽、氢气洗涤塔和氯气洗涤塔，所述电解槽内通入NaCl溶液，所述电解槽的产氢口通过管路向所述氢气洗涤塔通入氢气，所述电解槽的产氯口通过管路向所述氯气洗涤塔通入氯气，还包括电网系统以及可再生能源发电系统，所述电网系统和所述可再生能源发电系统并联接入所述电解槽的电源输入端，通过使用可再生能源发电代替传统氯碱工业中的电能，可大大减少氯碱工业的碳足迹，电解槽在运行过程中，氢气洗涤塔的出水经过与氢气的换热作用温度升高，与少量碱液混合后进入电解槽，可以对氯碱工艺过程中产生的余热进行充分利用，有效减少电解槽补水升温所消耗的热量。消耗的热量。消耗的热量。

【技术实现步骤摘要】
一种氯碱制氢系统


[0001]本申请涉及电解制氢
，尤其涉及一种氯碱制氢系统。

技术介绍

[0002]氯碱工业是最基本的化学工业之一，其在食品加工、建材、电力、军工和国防等行业均有重要应用，氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业，但随着“碳达峰碳中和”目标的提出，现有的氯碱工业在实际发展过程中能耗较高，在能源方面面临巨大挑战。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的目的在于提出一种氯碱制氢系统，通过使用可再生能源发电代替传统氯碱工业中的电能，可大大减少氯碱工业的碳足迹，符合目前我国能源结构转型的总体目标，电解槽在运行过程中，氢气洗涤塔的出水经过与氢气的换热作用温度升高，与少量碱液混合后进入电解槽，可以对氯碱工艺过程中产生的余热进行充分利用，有效减少电解槽补水升温所消耗的热量，在氯碱工业化盐过程中，为了粗盐加快溶解速率，需将化盐用水进行加热，将氯气洗涤液作为化盐用水，利用余热代替加热化盐用水所需蒸汽，降低系统能耗，促进氯碱工业绿色可持续发展。
[0005]为达到上述目的，本申请提出的氯碱制氢系统，包括电解槽、氢气洗涤塔和氯气洗涤塔，所述电解槽内通入NaCl溶液，所述电解槽的产氢口通过管路向所述氢气洗涤塔通入氢气，所述电解槽的产氯口通过管路向所述氯气洗涤塔通入氯气，还包括电网系统以及可再生能源发电系统，所述电网系统和所述可再生能源发电系统并联接入所述电解槽的电源输入端，还包括化盐机构，所述氯气洗涤塔的出液口通过管路和化盐机构连接，所述氯气洗涤塔向所述化盐机构通入氯气洗涤液用以溶盐，所述化盐机构用于向电解槽供应盐水。
[0006]进一步地，所述氢气洗涤塔还通过管路和所述电解槽的进液口连接，所述氢气洗涤塔向所述电解槽内通入氢气洗涤液。
[0007]进一步地，还包括碱液换热器，所述碱液换热器外联水管用于通入冷却水，所述电解槽的出液口通过管路和所述碱液换热器连接，所述电解槽用于向所述碱液换热器通入碱液，所述碱液和所述冷却水进行换热。
[0008]进一步地，所述化盐机构包括相互连通的化盐桶和盐水精制设备，所述氯气洗涤塔的出液口通过管路和化盐桶连接，所述盐水精制设备的出液口通过管路和所述电解槽连接，所述化盐桶向所述盐水精制设备通入粗盐水，所述盐水精制用于对粗盐水进行精制以向所述电解槽通入过滤盐水。
[0009]进一步地，所述盐水精制设备包括用于一次盐水精制的虹吸式过滤器和用于二次盐水精制的碳素管式过滤器。
[0010]进一步地，所述碱液换热器通过管路和所述化盐桶的进液口连通以向所述化盐桶通入冷却水。
[0011]进一步地，所述电解槽的废液口通过管路和所述化盐桶连接以向所述化盐桶通入淡盐水。
[0012]进一步地，所述可再生能源发电系统包括风能发电系统、太阳能发电系统和水能发电系统中的至少一种。
[0013]进一步地，所述碱液换热器的碱液出口和所述电解槽的碱液出口通过管路共连于储液罐。
[0014]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016]图1是本申请一实施例提出的一种氯碱制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0018]图1是本申请一实施例提出的一种氯碱制氢系统的结构示意图。
[0019]参见图1，一种氯碱制氢系统，包括电解槽1、氢气洗涤塔2和氯气洗涤塔3，所述电解槽1内通入NaCl溶液，所述电解槽1的产氢口通过管路向所述氢气洗涤塔2通入氢气，所述电解槽1的产氯口通过管路向所述氯气洗涤塔3通入氯气，还包括电网系统4以及可再生能源发电系统5，所述电网系统4和所述可再生能源发电系统5并联接入所述电解槽1的电源输入端，还包括化盐机构，所述氯气洗涤塔3的出液口通过管路和化盐机构连接，所述氯气洗涤塔3向所述化盐机构通入氯气洗涤液用以溶盐，所述化盐机构用于向电解槽供应盐水。
[0020]本实施例中，电解槽1的阳极侧产出氯气，电解槽1的阴极侧产出氢气，电解槽1的电源输入端与可再生能源发电厂的发电输出端相接，用于消纳可再生能源发电，当可再生能源发电不足以提供电解槽所需功率时，用网电进行补充，这样既保证了电解槽的安全生产，又能降低电能消耗过程中的碳产出。
[0021]其中，电解槽1产出的氯气经过氯气洗涤塔3的洗涤同时与氯气洗涤液换热，升温后的氯气洗涤液通入化盐机构用于溶盐，提高了热能的利用效果，降低系统能耗。在整个工艺过程中，对氯气洗涤用水进行回用，大大减少了废水排放，降低用水量。
[0022]一种氯碱制氢系统还包括脱盐水泵6，所述脱盐水泵6通过管路和所述氢气洗涤塔2连接，所述脱盐水泵6用于向所述氢气洗涤塔2泵入脱盐水。可以理解地，脱盐水泵外接脱盐水管路向氢气洗涤塔通入脱盐水，以对氢气洗涤塔内的氢气进行洗涤脱碱，保证氢气洗
涤塔内的脱盐水充分供应，进行实现对通入氢气洗涤塔内的氢气充分洗涤。
[0023]所述氢气洗涤塔2还通过管路和所述电解槽1的进液口连接，所述氢气洗涤塔2向所述电解槽1内通入氢气洗涤液。氢气洗涤塔2内通入氢气与氢气洗涤液进行换热，换热升温后的氢气洗涤液与少量碱液混合后进入电解槽1，可以对氯碱工艺过程中产生的余热进行充分利用，有效减少电解槽补水升温所消耗的热量。产生的氢气经一系列纯化后作为产品进行出售。
[0024]一种氯碱制氢系统还包括碱液换热器7，所述碱液换热器7外联水管用于通入冷却水，所述电解槽1的出液口通过管路和所述碱液换热器7连接，所述电解槽1用于向所述碱液换热器7通入碱液，所述碱液和所述冷却水进行换热。在电解过程中，由于电解槽1内的碱液温度不断升高，需要将其通入碱液换热器与通入碱液换热器内的冷却水进行换热降温，然后回流至电解槽内，实现碱液的循环利用。其中，换热升温后的冷却水通入化盐桶内进行化盐，可以提高粗盐的溶解效率，无需对化盐用水额外进行加热，实现热能在系统内的循环利用，降低系统的整体能耗。
[0025]所述化盐机构包括相互连通的化盐桶8和盐水精制设备，所述氯气洗涤塔3的出液口通过管路和化盐桶8连接，所述盐水精制设备的出液口通过管路和所述电解槽1连接，所述化盐桶8向所述盐水精制设备通入粗盐水，所述盐水精制用于对粗盐水进行精制以向所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯碱制氢系统，其特征在于，包括电解槽、氢气洗涤塔和氯气洗涤塔，所述电解槽内通入NaCl溶液，所述电解槽的产氢口通过管路向所述氢气洗涤塔通入氢气，所述电解槽的产氯口通过管路向所述氯气洗涤塔通入氯气，还包括电网系统以及可再生能源发电系统，所述电网系统和所述可再生能源发电系统并联接入所述电解槽的电源输入端，还包括化盐机构，所述氯气洗涤塔的出液口通过管路和化盐机构连接，所述氯气洗涤塔向所述化盐机构通入氯气洗涤液用以溶盐，所述化盐机构用于向电解槽供应盐水。2.如权利要求1所述的氯碱制氢系统，其特征在于，还包括脱盐水泵，所述脱盐水泵通过管路和所述氢气洗涤塔连接，所述脱盐水泵用于向所述氢气洗涤塔泵入脱盐水。3.如权利要求1所述的氯碱制氢系统，其特征在于，所述氢气洗涤塔还通过管路和所述电解槽的进液口连接，所述氢气洗涤塔向所述电解槽内通入氢气洗涤液。4.如权利要求1所述的氯碱制氢系统，其特征在于，还包括碱液换热器，所述碱液换热器外联水管用于通入冷却水，所述电解槽的出液口通过管路和所述碱液换热器连接，所述电解槽用于向所述碱液换热器通入碱液，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海礁，王韬，刘丽萍，王凡，王金意，张畅，王鹏杰，余智勇，任志博，徐显明，潘龙，
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：