一种制氢系统和碱液循环方法技术方案

本发明专利技术公开了一种制氢系统，包括：电解槽、第一换热单元、气液分离单元和第二换热单元；电解槽的出口分别连接于第一换热单元的热流体进口和第二换热单元的热流体进口，第二换热单元的热流体出口连接于第一换热单元的热流体进口，第一换热单元的热流体出口连接于气液分离单元的进口；气液分离单元的液体出口连接于第二换热单元的冷流体进口，第二换热单元的冷流体出口连接于电解槽的进口。本方案将电解槽出来的高温气液混合物在进入换热冷却器之前，分流一路高温碱液用来加热返回的低温碱液，从而保证电解槽正常工作时的温度，重新利用电解槽产生的废热，提高系统的制氢效能。本发明专利技术还公开了一种应用上述制氢系统的碱液循环方法。环方法。环方法。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢系统和碱液循环方法


[0001]本专利技术涉及电解制氢
，特别涉及一种制氢系统和碱液循环方法。

技术介绍

[0002]目前，碱水电解产生的废热都是通过碱液换热器进行换热，再利用冷却塔进行散热。电解槽电解制氢过程中产生的废热不能利用，加大了能量的浪费。
[0003]同时，为了能够提高气液分离的效率，需要电解槽出口的气液两相流进行冷却，其冷却温度越低，气液分离效果越好。碱液冷却的温度若太低，为了保证电解槽正常工作温度，在循环进入电解槽之前需要对碱液进行适当加温，以保证电解槽内部电解效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种制氢系统，减少能量的浪费。
[0005]本专利技术还提供了一种应用上述制氢系统的碱液循环方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种制氢系统，包括：电解槽、第一换热单元、气液分离单元和第二换热单元；
[0008]所述电解槽的出口分别连接于所述第一换热单元的热流体进口和所述第二换热单元的热流体进口，所述第二换热单元的热流体出口连接于所述第一换热单元的热流体进口，所述第一换热单元的热流体出口连接于所述气液分离单元的进口；
[0009]所述气液分离单元的液体出口连接于所述第二换热单元的冷流体进口，所述第二换热单元的冷流体出口连接于所述电解槽的进口。
[0010]优选地，还包括：循环泵；
[0011]所述循环泵设置于所述气液分离单元液体出口和所述第二换热单元冷流体进口之间，和/或所述循环泵设置于所述第二换热单元冷流体出口和所述电解槽进口之间。
[0012]优选地，所述电解槽的出口包括：第一出口和第二出口；所述第一出口和所述第二出口分别对应不同的热流体；所述第一换热单元包括：第一换热器和第二换热器；所述气液分离单元包括：第一气液分离器和第二气液分离器；所述第二换热单元包括：第三换热器和第四换热器；
[0013]所述第一出口分别连接于所述第一换热器的热流体进口和所述第三换热器的热流体进口，所述第三换热器的热流体出口连接于所述第一换热器的热流体进口，所述第一换热器的热流体出口连接于所述第一气液分离器的进口；所述第一气液分离器的液体出口连接于所述第三换热器的冷流体进口；
[0014]所述第二出口分别连接于所述第二换热器的热流体进口和所述第四换热器的热流体进口，所述第四换热器的热流体出口连接于所述第二换热器的进口，所述第二换热器的热流体出口连接于所述第二气液分离器的进口；所述第二气液分离器的液体出口连接于所述第四换热器的冷流体进口，所述第四换热器的冷流体出口和所述第三换热器的冷流体出口并联连接于所述电解槽的进口。
[0015]优选地，所述电解槽的出口包括：第一出口和第二出口；所述第一出口和所述第二出口分别对应不同的热流体；所述第一换热单元包括：第一换热器和第二换热器；所述气液分离单元包括：第一气液分离器和第二气液分离器所述第二换热单元包括：第三换热器和第四换热器；
[0016]所述第一出口分别连接于所述第一换热器的热流体进口和所述第三换热器的热流体进口，所述第三换热器的热流体出口连接于所述第一换热器的热流体进口，所述第一换热器的热流体出口连接于所述第一气液分离器的进口；所述第一气液分离器的液体出口连接于所述第三换热器的冷流体进口，所述第三换热器的冷流体出口连接于所述电解槽的进口；
[0017]所述第二出口分别连接于所述第二换热器的热流体进口和所述第四换热器的热流体进口，所述第四换热器的热流体出口连接于所述第二换热器的进口，所述第二换热器的热流体出口连接于所述第二气液分离器的进口；所述第二气液分离器的液体出口连接于所述第四换热器的冷流体进口，所述第四换热器的冷流体出口和所述第三换热器的冷流体出口串并联连接于所述电解槽的进口。
[0018]优选地，所述电解槽为碱水电解槽，所述第一出口和所述第二出口中的一个对应氢气碱液混合物，另一个对应氧气碱液混合物。
[0019]优选地，还包括：第一流量调节阀和第二流量调节阀；
[0020]所述第一流量调节阀设置于所述第一出口和所述第一换热器热流体进口之间，和/或所述第一流量调节阀设置于所述第一出口和所述第三换热器热流体进口之间；
[0021]所述第一流量调节阀设置于所述第二出口和所述第二换热器热流体进口之间，和/或所述第二流量调节阀设置于所述第二出口和所述第四换热器热流体进口之间。
[0022]优选地，还包括：第一气体洗涤器和第二气体洗涤器；
[0023]所述第一气液分离器的气体出口连接于所述第一气体洗涤器的进口，所述第二气液分离器的气体出口连接于所述第二气体洗涤器的进口。
[0024]一种碱液循环方法，采用如上述的制氢系统，包括步骤：
[0025]使电解槽出口的流体分别进入第一换热单元的热流体进口和第二换热单元的热流体进口，使第二换热单元流出的热流体进入第一换热单元的热流体进口；
[0026]使第一换热单元流出的热流体进入气液分离单元的进口，使气液分离单元流出的液体进入第二换热单元的冷流体进口，使第二换热单元流出的液体进入电解槽的进口。
[0027]优选地，在所述使电解槽出口的流体分别进入第一换热单元的热流体进口和第二换热单元的热流体进口之前，还包括：
[0028]通过流量调节阀调整电解槽出口流向第一换热单元和第二换热单元的比例。
[0029]优选地，在所述使第一换热单元流出的热流体进入气液分离单元的进口之后，还包括：
[0030]使气液分离单元流出的气体进入气体洗涤器。
[0031]从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的制氢系统，将电解槽出来的高温气液混合物在进入换热冷却器之前，分流一路高温碱液用来加热返回的低温碱液，从而保证电解槽正常工作时的温度，重新利用电解槽产生的废热，提高系统的制氢效能。本专利技术还提供了一种碱液循环方法，由于采用了上述的制氢系统，因此也就相应具有如上所述的全部的
有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例提供的一种制氢系统的示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例提供的另一种制氢系统的示意图。
[0035]其中，1为电解槽，2
‑
1为第一流量调节阀，2
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2为第二流量调节阀，3
‑
1为第一换热器，3
‑
2为第二换热器，4
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1为第一气液分离器，4
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2为第二气液分离器，5
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1为第一气体洗涤器，5
‑
2为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢系统，其特征在于，包括：电解槽(1)、第一换热单元、气液分离单元和第二换热单元；所述电解槽(1)的出口分别连接于所述第一换热单元的热流体进口和所述第二换热单元的热流体进口，所述第二换热单元的热流体出口连接于所述第一换热单元的热流体进口，所述第一换热单元的热流体出口连接于所述气液分离单元的进口；所述气液分离单元的液体出口连接于所述第二换热单元的冷流体进口，所述第二换热单元的冷流体出口连接于所述电解槽(1)的进口。2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，还包括：循环泵(6)；所述循环泵(6)设置于所述气液分离单元液体出口和所述第二换热单元冷流体进口之间，和/或所述循环泵(6)设置于所述第二换热单元冷流体出口和所述电解槽(1)进口之间。3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述电解槽(1)的出口包括：第一出口和第二出口；所述第一出口和所述第二出口分别对应不同的热流体；所述第一换热单元包括：第一换热器(3
‑
1)和第二换热器(3
‑
2)；所述气液分离单元包括：第一气液分离器(4
‑
1)和第二气液分离器(4
‑
2)；所述第二换热单元包括：第三换热器(7
‑
1)和第四换热器(7
‑
2)；所述第一出口分别连接于所述第一换热器(3
‑
1)的热流体进口和所述第三换热器(7
‑
1)的热流体进口，所述第三换热器(7
‑
1)的热流体出口连接于所述第一换热器(3
‑
1)的热流体进口，所述第一换热器(3
‑
1)的热流体出口连接于所述第一气液分离器(4
‑
1)的进口；所述第一气液分离器(4
‑
1)的液体出口连接于所述第三换热器(7
‑
1)的冷流体进口；所述第二出口分别连接于所述第二换热器(3
‑
2)的热流体进口和所述第四换热器(7
‑
2)的热流体进口，所述第四换热器(7
‑
2)的热流体出口连接于所述第二换热器(3
‑
2)的进口，所述第二换热器(3
‑
2)的热流体出口连接于所述第二气液分离器(4
‑
2)的进口；所述第二气液分离器(4
‑
2)的液体出口连接于所述第四换热器(7
‑
2)的冷流体进口，所述第四换热器(7
‑
2)的冷流体出口和所述第三换热器(7
‑
1)的冷流体出口并联连接于所述电解槽(1)的进口。4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述电解槽(1)的出口包括：第一出口和第二出口；所述第一出口和所述第二出口分别对应不同的热流体；所述第一换热单元包括：第一换热器(3
‑
1)和第二换热器(3
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2)；所述气液分离单元包括：第一气液分离器(4
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1)和第二气液分离器(4
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2)；所述第二换热单元包括：第三换热器(7
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1)和第四换热器(7
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2)；所述第一出口分别连接于所述第一换热器(3
‑
1)的热流体进口和所述第三换热器(7
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1)的热流体进口，所述第三换热器(7
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1)的热流体出口连接于所述第一换热器(3
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1)的热流体进口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪家慰，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：