一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置及使用方法，包括机架、纯水供給机构、氢气检测组件和供电组件，纯水供給机构包括纯水供給管路、纯水冷却组件，纯水供給管路包括水箱、补水电磁阀、多个供水通道的供水泵组、多根纯水供水管、多根纯水回水管，氢气检测组件包括安装于机架内的氢水分离器和干燥器、安装于仪表显示区上的智能露点仪、与流量显示仪连接的高压质量流量计、安装于操作区的多个氢气集流接头，供电组件包括安装于机架上的供电电源、与供电电源连接的电导仪、设置于操作区的多对供电接头，通过控制供电电源的串并联组合和多个供水通道的水流量，同时对多个PEM电解槽在不同电流、电压、流量下的测试，提高了测试效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及电解水制氢
，特别涉及一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置及使用方法。

技术介绍

[0002]PEM纯水制氢具有稳定，清洁和无噪声等优点，是未来动力能源的技术制高点，也是国内外高校，科研机构和跨国企业的研究热点。在PEM电解纯水制氢中电解槽的研发和开发的各个环节中，PEM电解制氢单元的测试平台的技术水平起着至关重要的作用。然而市场现有的测试台架很少或仅能满足单个电解槽性能的测试，测试单一且不稳定。所以研发一种稳定，高效的PEM电解纯水制氢单元测试装置就十分重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置及使用方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0005]首先本专利技术提供一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置，其包括：机架、纯水供給机构、氢气检测组件和供电组件，机架前侧设置有测试台面、设置于测试台面后侧上部的控制面板，所述测试台面均布有多个用于装夹PEM电解槽的装夹支架，所述控制面板包括设置于上部的仪表显示区、设置于下部的操作区，所述仪表显示区设置有流量显示仪；纯水供給机构包括纯水供給管路、纯水冷却组件，所述纯水供給管路包括安装于机架内的水箱、连接于水箱上侧的补水电磁阀、设置有相互单独的多个供水通道的供水泵组、多根纯水供水管、多根纯水回水管，所述供水泵组设置有设置于仪表显示区的多通道压力控制仪，在所述水箱内设置有加热组件和第三传感器，所述纯水冷却组件的进水口与水箱相连，所述纯水冷却组件的出水口与多个供水通道的进水端连接，在所述操作区设置有分别与多个供水通道出水端连接的多个纯水供水接头、与水箱相连的多个纯水回水接头，在每个纯水供水接头与供水通道之间均设置有控制水阀，所述控制水阀设置于操作区，所述纯水供水管的一端与纯水供水接头一一对应连接，所述纯水回水管与所述纯水回水接头一一对应连接，对应的一对所述纯水供水管和纯水回水管的另一端与PEM电解槽的进、出水口可拆卸地连接；氢气检测组件包括安装于机架内的氢水分离器和干燥器、安装于仪表显示区上的智能露点仪、与流量显示仪连接的高压质量流量计、安装于操作区的多个氢气集流接头，所述氢气集流接头连接有氢气集流管，所述氢气集流管与PEM电解槽的氢气口可拆连接，多个所述氢气集流接头的内端与氢水分离器的进口连接，在每个所述氢气集流接头与氢水分离器的进气端之间依次设置有第二传感器和单向阀，所述氢水分离器的出气端与干燥器的进气端连接，在所述氢水分离器的出气端与干燥器的之间连接有设置于测试台面前侧的氢气压力表，所述干燥器的排气端通过三通接头分别与智能露点仪、高压质量流量计连接，在所述智能露点仪与干燥器之间设置有露点电磁阀，在所述高压质量流量计与干燥器之间设置有流
量计电磁阀；供电组件包括安装于机架上的供电电源、与供电电源连接的电导仪、设置于操作区的多对供电接头，所述供电接头连接有供电导线，每一对所述供电接头通过两根供电导线与PEM电解槽的两电极可拆卸地连接，所述电导仪设置于仪表显示区，所述供电电源对多对供电接头供电；
[0006]多对供电接头、多个氢气集流接头、多个纯水供水接头、多个纯水回水接头与多个控制水阀一一对应排列设置。
[0007]本多通道PEM纯水电解制氢测试装置的有益效果是：在使用时，可将多个PEM电解槽装夹于多个装夹支架上，然后将对应的一对所述纯水供水管和纯水回水管的另一端与PEM电解槽的进、出水口连接，对应的氢气集流管与PEM电解槽的氢气口连接，将对应的一对所述供电接头通过两根供电导线与PEM电解槽的两电极连接，水箱的纯水经过加热后再经过纯水冷却组件进行冷却，使得从纯水冷却组件出来的纯水达到工作温度，通过多通道压力控制仪来控制供水泵组中每个供水通道的纯水流量及压力，打开对应的几个控制水阀，电导仪控制供电电源对每个PEM电解槽供给不同电流、电压，使得多个PEM电解槽可在不同的工况下进行电解水，纯水从PEM电解槽出来回流至水箱，PEM电解槽出来的氢气通过第二传感器和单向阀后，进入氢水分离器和干燥器，氢水分离器将氢气和水分离，干燥器对氢气干燥，经过干燥处理的氢气分为两条支路，支路一的氢依次经过露点电磁阀、智能露点仪，智能露点仪检测氢气中含水量，达到测量氢气纯度的目的，支路二的氢气依次经过流量计电磁阀、高压质量流量计，高压质量流量计可测试产氢速率，通过控制供电电源的串并联组合和多个供水通道的供水泵组的水流量，可同时对多个PEM电解槽在不同电流、电压、流量下的测试，提高了测试效率，并且，控制面板上的仪表显示区和操作区集成了显示和操作的区域，操作起来更加方便直观。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，在所述智能露点仪与露点电磁阀之间设置有减压阀，所述减压阀设置于测试台面的前侧，在所述氢气压力表与干燥器之间依次连接有超压开关、压力跟踪器、背压阀和输出电磁阀，所述背压阀设置于测试台面的前侧。为了保证氢气具有一定的压强，设置了超压开关，在设定的压力时，超压开关才受控打开，氢气依次流压力跟踪器、背压阀和输出电磁阀后进入干燥器。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，在所述背压阀和输出电磁阀之间连接有排空管路，所述排空管路依次连接有排空电磁阀、排空手动阀、排空传感器。
[0010]如果氢气压力过于设定值或者氢气量较多时，超压开关和排空电磁阀打开，氢气通过排空管路往外排。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述氢水分离器的排水口通过回水管路与水箱连接，所述回水管路安装有回水电磁阀。
[0012]当氢水分离器中的水达到设定的值时，回水电磁阀受控打开，水回流至水箱。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述氢水分离器为多级氢水分离器结构，所述干燥器包括多个依次连接的干燥管。
[0014]本方案采用多级氢水分离器的结构，提高氢水分离的效果，以及设置了多个干燥管来提高干燥的效果。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述供水泵组与纯水冷却组件之间设置有水质水温检测仪，所述供水泵组的出口连接有与多个供水通道连接的排水管路，所述排水管路
安装有排水电磁阀。
[0016]本方案设置了水质水温检测仪来监测纯水的水质，如果水质不合格，排水电磁阀打开，供水泵组将水往排水管路排，水质合格后，才打开对应的控制水阀。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述水箱的底部设置有排水口，所述排水口通过排水阀与排水管路连接，所述第三传感器包括液位传感器和温度传感器。
[0018]本方案中的水箱如果水位高于设定值上限，排水阀打开，而低于设定值下限，补水电磁阀开启。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述纯水冷却组件包括依次闭环连接的缓冲罐、换热器、冷水机和循环泵，所述换热器的进、出水口分别与水箱、多个供水通道的进水端相连，所述供水泵组为多通道蠕动泵。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置，其特征在于：其包括：机架(30)，其前侧设置有测试台面(32)、设置于测试台面(32)后侧上部的控制面板(33)，所述测试台面(32)均布有多个用于装夹PEM电解槽(10)的装夹支架，所述控制面板(33)包括设置于上部的仪表显示区、设置于下部的操作区，所述仪表显示区设置有流量显示仪(27)；纯水供給机构，其包括纯水供給管路、纯水冷却组件，所述纯水供給管路包括安装于机架(30)内的水箱(1)、连接于水箱(1)上侧的补水电磁阀(2)、设置有相互单独的多个供水通道的供水泵组、多根纯水供水管(34)、多根纯水回水管(35)，所述供水泵组设置有设置于仪表显示区的多通道压力控制仪(29)，在所述水箱(1)内设置有加热组件和第三传感器，所述纯水冷却组件的进水口与水箱(1)相连，所述纯水冷却组件的出水口与多个供水通道的进水端连接，在所述操作区设置有分别与多个供水通道出水端连接的多个纯水供水接头、与水箱(1)相连的多个纯水回水接头，在每个纯水供水接头与供水通道之间均设置有控制水阀(9)，所述控制水阀(9)设置于操作区，所述纯水供水管(34)的一端与纯水供水接头一一对应连接，所述纯水回水管(35)与所述纯水回水接头一一对应连接，对应的一对所述纯水供水管(34)和纯水回水管(35)的另一端与PEM电解槽(10)的进、出水口可拆卸地连接；氢气检测组件，其包括安装于机架(30)内的氢水分离器(13)和干燥器、安装于仪表显示区上的智能露点仪(24)、与流量显示仪(27)连接的高压质量流量计(26)、安装于操作区的多个氢气集流接头，所述氢气集流接头连接有氢气集流管(36)，所述氢气集流管(36)与PEM电解槽(10)的氢气口可拆连接，多个所述氢气集流接头的内端与氢水分离器(13)的进口连接，在每个所述氢气集流接头与氢水分离器(13)的进气端之间依次设置有第二传感器(11)和单向阀(12)，所述氢水分离器(13)的出气端与干燥器的进气端连接，在所述氢水分离器(13)的出气端与干燥器的之间连接有设置于测试台面(32)前侧的氢气压力表(15)，所述干燥器的排气端通过三通接头分别与智能露点仪(24)、高压质量流量计(26)连接，在所述智能露点仪(24)与干燥器之间设置有露点电磁阀(22)，在所述高压质量流量计(26)与干燥器之间设置有流量计电磁阀(25)；供电组件，其包括安装于机架(30)上的供电电源(37)、与供电电源(37)连接的电导仪(28)、设置于操作区的多对供电接头(38)，所述供电接头(38)连接有供电导线，每一对所述供电接头(38)通过两根供电导线与PEM电解槽(10)的两电极可拆卸地连接，所述电导仪(28)设置于仪表显示区，所述供电电源(37)对多对供电接头(38)供电；多对供电接头(38)、多个氢气集流接头、多个纯水供水接头、多个纯水回水接头与多个控制水阀(9)一一对应排列设置。2.根据权利要求1所述的一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置，其特征在于：在所述智能露点仪(24)与露点电磁阀(22)之间设置有减压阀(23)，所述减压阀(23)设置于测试台面(32)的前侧，在所述氢气压力表(15)与干燥器之间依次连接有超压开关(16)、压力跟踪器(17)、背压阀(18)和输出电磁阀(19)，所述背压阀(18)设置于测试台面(32)的前侧。3.根据权利要求2所述的一种多通道PEM纯水电解制氢测试装置，其特征在于：
在所述背压阀(18)和输出电磁阀(19)之间连接有排空管路(39)，所述排空管路(39)依次连接有排空电磁阀(21)、排空手动阀(40)、排空传感器(41)。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，刘振荣，段正鹏，张清杰，金程，孙成，韩昊，付佳宁，朱思锐，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：