一种兼顾蓄热和供热功能的制氢系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种兼顾蓄热和供热功能的制氢系统，制氢系统包括电解液储存装置、换热器、预热器、电解槽、梯级蓄热装置和冷却装置，电解液储存装置、换热器的热侧、预热器的冷侧和电解槽相连通组成反应回路；梯级蓄热装置包括至少两个放热侧，放热侧之间的输出温度不同，其中一个放热侧与预热器的热侧相连通组成预热回路，其余放热侧一一对应地接入所述加热回路；换热器的冷侧和蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路。本实用新型专利技术提供的制氢系统对反应过程散发的大量无效废热进行有效储存，实现低品质热能的回收利用，并利用回收的热量对电解液进行预热，转“冷启动”为“热启动”，缩短了启动时间，提升了制氢速度和效率，节能降耗。节能降耗。节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾蓄热和供热功能的制氢系统


[0001]本申请涉及电解水制氢
，具体涉及一种兼顾蓄热和供热功能的制氢系统。

技术介绍

[0002]目前，常用的电解水制氢方式有碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢。碱性电解水制氢技术相对简单，成本较低，但存在制氢效率低，氢气纯度低等问题，且电解质为碱性物质，整体存在安全隐患。固体氧化物电解水制氢需要较高温度才可进行电解，能耗较高，热能损失较大。质子交换膜电解水制氢技术因其高电流密度、高产氢量、效率高、系统安全等优点而成为最常用的制取氢气的技术路线。
[0003]然而，实际工程应用中，质子交换膜电解水制氢系统存在以下技术难题：第一，系统冷启动时冷水直接进入电解槽，依赖直流电将电解液加热，不仅反应速率慢，催化活性和制氢效率低，而且启动时间长，较难维持电解槽的恒温状态；第二，电解将产生大量需要疏散的废热，而这些废热无法有效回收利用，一方面，若不及时疏散废热，将产生膜电极过热、催化剂脱落、电极性能衰减等严重问题，另一方面，目前的热量疏散往往通过冷却塔或冷水机组设备实现，未进行废热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼顾蓄热和供热功能的制氢系统，其特征在于，包括：电解液储存装置、换热器、预热器、电解槽和蓄热装置，所述电解液储存装置、所述换热器的热侧、所述预热器的冷侧和所述电解槽相连通组成反应回路，所述预热器位于所述换热器的下游，所述电解液储存装置输出的电解液在输入所述电解槽之前在所述换热器释放热量以降温或者在所述预热器吸收热量以升温；所述蓄热装置的放热侧与所述预热器的热侧相连通组成预热回路，通过所述预热回路，所述蓄热装置释放热量以加热所述预热器冷侧的电解液；所述换热器的冷侧和所述蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路，通过所述蓄热回路，所述换热器热侧释放的热量储存于所述蓄热装置中。2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置连接于所述蓄热回路中，所述冷却装置用于释放所述蓄热回路中多余的热量。3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，还包括至少一个加热回路，所述蓄热装置为梯级蓄热装置，所述梯级蓄热装置包括至少两个放热侧，所述放热侧之间的输出温度不同，其中一个放热侧接入所述预热回路，其余放热侧一一对应地接入所述加热回路。4.根据权利要求3所述的制氢系统，其特征在于，所述梯级蓄热装置包括至少两个蓄热区和热水管，所述蓄热区中分别填充有相变温度不同的相变材料，所述热水管贯穿每一个所述蓄热区...

【专利技术属性】
技术研发人员：马淑杰，张延伟，马莉，郭春，赵宇峰，梅武，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：