制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法技术

本公开涉及一种制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法，制氢设备包括集中冷却装置，包括相互连通的换热水箱和冷却水箱，换热水箱中储存有保温液，集中冷却装置配置为回流的液体依次经过换热水箱和冷却水箱而形成为冷却液，以及至少一个制氢装置，通过冷却循环管路与集中冷却装置连通，冷却循环回路包括进液流路和回液流路，并配置为当制氢装置停止工作时，进液流路与换热水箱连通以使得保温液进入制氢装置进行保温；当制氢装置正常工作时，进液流路与冷却水箱连通以使得冷却液进入制氢装置进行冷却。通过上述技术方案，本公开提供的制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法解决规模化制氢时停机的设备中电解槽温度下降的技术问题。下降的技术问题。下降的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法


[0001]本公开涉及碱性电解水制氢
，具体地，涉及一种制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法。

技术介绍

[0002]碱性电解水制氢技术因其制造成本低，结构框架成熟，电堆寿命长等优势得到广泛应用。在电解水制氢过程中，电解槽温度是一个非常重要的工艺参数，温度过高不仅会使电解出的气体所带走的电解液量增加，同时也会加快设备的腐蚀，降低设备寿命，而温度过低则会影响电解液的循环速度，电流大小也不易增大，导致产气量降低，消耗电能增加。为使电解槽的温度保持在一定范围内(85℃～90℃)，一般需要增加循环冷却水进行冷却，通过控制冷却水的流量来实现电解槽中电解液温度的保持。
[0003]然而，制氢设备会存在计划性停机或临时停机等情况，停机的设备中，电解槽温度会逐渐下降，下次再启动时必须先进行热机使得电解槽温度达到允许范围后才能开始工作，一般热机时间在20
‑
30分钟左右，造成电能的增加和时间的浪费。而制氢设备运行中所产生的热量又被冷却水带走，导致热能的浪费。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种制氢设备和制氢设备的电解槽温度控制方法，以解决停机的制氢设备中电解槽温度下降的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本公开提供一种制氢设备，包括：集中冷却装置，包括相互连通的换热水箱和冷却水箱，所述换热水箱中储存有保温液，所述集中冷却装置配置为：回流的液体依次经过所述换热水箱和所述冷却水箱而形成为冷却液，以及至少一个制氢装置，通过冷却循环管路与所述集中冷却装置连通，所述冷却循环回路包括：进液流路，用于使所述集中冷却装置中的液体流出至所述制氢装置；以及回液流路，用于使液体由所述制氢装置回流至所述集中冷却装置；所述冷却循环回路配置为：当所述制氢装置停止工作时，所述进液流路与所述换热水箱连通，以使得保温液进入所述制氢装置进行保温；当所述制氢装置正常工作时，所述进液流路与所述冷却水箱连通，以使得冷却液进入所述制氢装置进行冷却。
[0006]可选地，所述制氢装置包括电解槽、设置在所述电解槽下游的气液分离器、设置在所述气液分离器的气路下游的气体冷凝器、以及依次设置在所述气液分离器的液路下游的碱液循环泵和碱液冷却器，其中，从所述气液分离器中分离出的碱液经所述碱液循环泵泵送至所述碱液冷却器冷却后回到所述电解槽中，从所述气液分离器中分离出的气体进入所述气体冷凝器进行冷却，所述进液流路包括：第一流路，连通所述集中冷却装置与所述气体冷凝器，第二流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液循环泵，第三流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液冷却器，第一三通阀，包括与所述换热水箱连通的第一入口、与所述冷却水箱连通的第二入口以及与所述第一流路和所述第二流路分别连通的第一出口，以及第二
三通阀，包括与所述第一出口连通的第三入口、与所述换热水箱连通的第四入口以及与所述第三流路连通的第二出口，所述进液流路配置为：当所述制氢装置停止工作时，所述第一入口与所述第一出口导通，所述第四入口与所述第二出口导通，以使得所述换热水箱分别与所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路连通；当所述制氢装置正常工作时，所述第二入口与所述第一出口导通，所述第三入口与所述第二出口导通，以使得所述冷却水箱分别与所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路连通。
[0007]可选地，所述电解槽的进液口处设置有用于检测碱液温度的温度传感器，所述第四入口与所述换热水箱之间设置有开度V可调的气动隔膜调节器，所述气动隔膜调节器配置为：当所述制氢装置停止工作时，根据所述温度传感器所检测到的实际温度T与预设温度T0的差值而调节V的大小。
[0008]可选地，所述气动隔膜调节器配置为：当T>T0+ΔT时，V减小；当T<T0
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ΔT时，V增大；当(T0
‑
ΔT)≤T≤(T0+ΔT)时，V保持不变，其中，ΔT为允许温度偏差范围参数。
[0009]可选地，所述进液流路还配置为：当V≥最大设定值而T仍然小于T0
‑
ΔT时，将V保持在所述最大设定值；当V≤最小设定值而T仍然大于T0+ΔT时，将所述第二入口与所述第一出口导通，将所述第三入口与所述第二出口导通，直至T≤T0+ΔT时，将所述第一入口与所述第一出口导通，将所述第四入口与所述第二出口导通。
[0010]可选地，所述制氢设备还包括补液装置，所述补液装置能够向所述换热水箱中补充保温液，并能够向所述冷却水箱中补充冷却液。
[0011]通过上述技术方案，本公开所提供的制氢设备中，从制氢装置中回流的液体能够将制氢装置的热量带走，回流的液体经回液流路进入换热水箱时能够与保温液换热，以使得保温液的温度升高，即，制氢装置在正常工作过程中产生的一部分热量能够储存在换热水箱中，之后回流的液体进入冷却水箱，能够与冷却水箱进行换热而被冷却，以形成冷却液。当制氢装置正常工作时，其进液流路与冷却水箱连通，以将温度较低的冷却液接入，从而对制氢装置进行冷却，当制氢装置停止工作时，其进液流路与换热水箱接通，以将温度较高的保温液接入，保温液在流经制氢装置时能够对制氢装置的电解槽进行加热保温，以避免停止工作的制氢装置温度下降。因此，经过回流的液体与换热水箱中保温液的换热，以及保温液进入停止工作的制氢装置中循环，能够将制氢设备中正常工作的制氢装置所产生的热量用于对停止工作的制氢装置进行加热保温，以避免热能的浪费，缩短停止工作的制氢装置的启动时间，提高设备的整体运行效率。
[0012]在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种制氢设备的电解槽温度控制方法，所述制氢设备包括：集中冷却装置，包括相互连通的换热水箱和冷却水箱，所述换热水箱中储存有保温液，所述集中冷却装置配置为：回流的液体依次经过所述换热水箱和所述冷却水箱而形成为冷却液，以及至少一个制氢装置，通过冷却循环管路与所述集中冷却装置连通，所述冷却循环回路包括：进液流路，用于使所述集中冷却装置中的液体流出至所述制氢装置；以及回液流路，用于使液体由所述制氢装置回流至所述集中冷却装置；所述电解槽温度控制方法包括：判断所述制氢装置是否正常工作；将正常工作的所述制氢装置的所述进液流路与所述冷却水箱连通；将停止工作的所述制氢装置的所述进液流路与所述换热水箱连通。
[0013]可选地，所述制氢装置包括电解槽、以及依次设置在所述电解槽下游的气液分离
器、设置在所述气液分离器的气路下游的气体冷凝器、以及依次设置在所述气液分离器的液路下游的碱液循环泵和碱液冷却器，其中，从所述气液分离器中分离出的碱液经所述碱液循环泵泵送至所述碱液冷却器冷却后回到所述电解槽中，从所述气液分离器中分离出的气体进入所述气体冷凝器进行冷却，所述进液流路包括：第一流路，连通所述集中冷却装置与所述气体冷凝器，第二流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液循环泵，第三流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液冷却器，第一三通阀，包括与所述换热水箱连通的第一入口、与所述冷却水箱连通的第二入口以及与所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢设备，其特征在于，包括：集中冷却装置，包括相互连通的换热水箱和冷却水箱，所述换热水箱中储存有保温液，所述集中冷却装置配置为：回流的液体依次经过所述换热水箱和所述冷却水箱而形成为冷却液，以及至少一个制氢装置，通过冷却循环管路与所述集中冷却装置连通，所述冷却循环回路包括：进液流路，用于使所述集中冷却装置中的液体流出至所述制氢装置；以及回液流路，用于使液体由所述制氢装置回流至所述集中冷却装置；所述冷却循环回路配置为：当所述制氢装置停止工作时，所述进液流路与所述换热水箱连通，以使得保温液进入所述制氢装置进行保温；当所述制氢装置正常工作时，所述进液流路与所述冷却水箱连通，以使得冷却液进入所述制氢装置进行冷却。2.根据权利要求1所述的制氢设备，其特征在于，所述制氢装置包括电解槽、设置在所述电解槽下游的气液分离器、设置在所述气液分离器的气路下游的气体冷凝器、以及依次设置在所述气液分离器的液路下游的碱液循环泵和碱液冷却器，其中，从所述气液分离器中分离出的碱液经所述碱液循环泵泵送至所述碱液冷却器冷却后回到所述电解槽中，从所述气液分离器中分离出的气体进入所述气体冷凝器进行冷却，所述进液流路包括：第一流路，连通所述集中冷却装置与所述气体冷凝器，第二流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液循环泵，第三流路，连通所述集中冷却装置与所述碱液冷却器，第一三通阀，包括与所述换热水箱连通的第一入口、与所述冷却水箱连通的第二入口以及与所述第一流路和所述第二流路分别连通的第一出口，以及第二三通阀，包括与所述第一出口连通的第三入口、与所述换热水箱连通的第四入口以及与所述第三流路连通的第二出口，所述进液流路配置为：当所述制氢装置停止工作时，所述第一入口与所述第一出口导通，所述第四入口与所述第二出口导通，以使得所述换热水箱分别与所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路连通；当所述制氢装置正常工作时，所述第二入口与所述第一出口导通，所述第三入口与所述第二出口导通，以使得所述冷却水箱分别与所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路连通。3.根据权利要求2所述的制氢设备，其特征在于，所述电解槽的进液口处设置有用于检测碱液温度的温度传感器，所述第四入口与所述换热水箱之间设置有开度V可调的气动隔膜调节器，所述气动隔膜调节器配置为：当所述制氢装置停止工作时，根据所述温度传感器所检测到的实际温度T与预设温度T0的差值而调节V的大小。4.根据权利要求3所述的制氢设备，其特征在于，所述气动隔膜调节器配置为：当T>T0+ΔT时，V减小；当T<T0
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ΔT时，V增大；当(T0
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ΔT)≤T≤(T0+ΔT)时，V保持不变，
其中，ΔT为允许温度偏差范围参数。5.根据权利要求4所述的制氢设备，其特征在于，所述进液流路还配置为：当V≥最大设定值而T仍然小于T0
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ΔT时，将V保持在所述最大设定值；当V≤最小设定值而T仍然大于T0+ΔT时，将所述第二入口与所述第一出口导通，将所述第三入口与所述第二出口导通，直至T≤T0+ΔT时，将所述第一入口与所述第一出口导通，将所述第四入口与所述第二出口导通。6.根据权利要求1所述的制氢设备，其特征在于，所述制氢设备还包括补液装置，所述补液装置能够向所述换热水箱中补充保温液，并能够向所述冷却水箱中补充冷却液。7.一种制氢设备的电解槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会刚，罗向玉，张永辉，齐成天，
申请(专利权)人：无锡隆基氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：