一种电解水制氢耦合污水处理系统技术方案

本申请提出一种电解水制氢耦合污水处理系统，包括电解制氢机构、臭氧污水处理机构和膜蒸馏机构，所述电解制氢机构通过第一管路向所述臭氧污水处理机构通入氧气，所述臭氧污水处理机构用于生发臭氧以对污水进行处理，所述臭氧污水处理机构产出的原水通过第二管路通入所述膜蒸馏机构，通过将电解制氢机构和臭氧污水处理机构耦合连接，利用电解制氢机构产生的氧气作为原料生产臭氧，并将产生的臭氧用于污水处理，将处理得到的再生水利用电解水制氢及臭氧发生过程产生的余热进行膜蒸馏得到纯水作为电解水制氢的原料水，可以有效提高电解水制氢系统的资源利用效率与能量转换效率。水制氢系统的资源利用效率与能量转换效率。水制氢系统的资源利用效率与能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电解水制氢耦合污水处理系统


[0001]本申请涉及电解制氢
，尤其涉及一种电解水制氢耦合污水处理系统。

技术介绍

[0002]氢气作为一种绿色、高效的新型能源，在实现碳减排的过程中发挥着重要作用。电解水制氢作为绿氢制取的重要方式，是实现能源转型的重要路径。但相对于传统的化石燃料制氢，电解水制氢具有成本相对较高的缺点。在电解水制氢过程中，氧气通常被作为副产物直接排放，由此造成资源的浪费。

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电解水制氢耦合污水处理系统，通过将电解制氢机构和臭氧污水处理机构耦合连接，利用电解制氢机构产生的氧气作为原料生产臭氧，并将产生的臭氧用于污水处理，将处理得到的再生水利用电解水制氢及臭氧发生过程产生的余热进行膜蒸馏得到纯水作为电解水制氢的原料水，可以有效提高电解水制氢系统的资源利用效率与能量转换效率。
[0005]为达到上述目的，本申请提出的一种电解水制氢耦合污水处理系统，包括电解制氢机构、臭氧污水处理机构和膜蒸馏机构，所述电解制氢机构通过第一管路向所述臭氧污水处理机构通入氧气，所述臭氧污水处理机构用于生发臭氧以对污水进行处理，所述臭氧污水处理机构产出的原水通过第二管路通入所述膜蒸馏机构，所述膜蒸馏机构产出的纯水通过第三管路通入所述电解制氢机构进行补水。
[0006]进一步地，所述臭氧污水处理机构包括通过管路依次连接的臭氧发生器、臭氧接触塔和再生水存储装置，所述臭氧接触塔通入污水，所述臭氧发生器将生发的臭氧通入所述臭氧接触塔内，污水与臭氧在所述臭氧接触塔内进行氧化反应，所述再生水存装置用于存储所述臭氧接触塔产出的原水。
[0007]进一步地，所述膜蒸馏机构包括通过管路依次连接的原水换热器、原水辅热器、膜蒸馏组件和产水换热器，所述原水换热器通过所述第二管路连接于所述再生水存储装置，所述产水换热器通过第三管路连接于所述电解制氢机构。
[0008]进一步地，所述膜蒸馏组件还通过第一回流管路和所述原水换热器连接。
[0009]进一步地，所述电解水制氢机构包括通过管路依次连接的补水机构、电解槽、气液分离器和气体冷却器，所述补水机构的进口端通过第三管路和所述产水换热器连接，还包括电解液换热器，所述气液分离器、所述电解液换热器和所述电解槽通过管路首尾连接以对所述电解液循环利用。
[0010]进一步地，所述电解水制氢机构还包括水雾捕滴器，所述水雾捕滴器通过管路和所述气体冷却器连接，所述水雾捕滴器通过所述第一管路和所述臭氧发生器连接以对所述臭氧发生器供应氧气。
[0011]进一步地，所述电解制氢机构还包括储氢装置，所述储氢装置通过管路和所述水雾捕滴器连接以对所述水雾捕滴器流出的氢气进行存储。
[0012]进一步地，还包括循环冷却机构，所述循环冷却机构通过管路依次和所述气体冷却器、所述电解液换热器和所述原水换热器首尾连接形成第一循环回路。
[0013]进一步地，所述循环冷却机构通过管路依次和所述臭氧发生器、所述原水换热器首尾连接形成第二循环回路。
[0014]进一步地，所述循环冷却机构通过管路和所述产水换热器双向连接形成形成第三循环回路。
[0015]进一步地，所述臭氧发生器通过第四管路和所述循环冷却机构连接以向所述循环冷却机构通入臭氧。
[0016]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
[0017]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：
[0018]图1是本申请一实施例提出的一种电解水制氢耦合污水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0019]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。
[0020]图1是本申请一实施例提出的一种电解水制氢耦合污水处理系统的结构示意图。
[0021]参见图1，一种电解水制氢耦合污水处理系统，包括电解制氢机构、臭氧污水处理机构和膜蒸馏机构，所述电解制氢机构通过第一管路1向所述臭氧污水处理机构通入氧气，所述臭氧污水处理机构用于生发臭氧以对污水进行处理，所述臭氧污水处理机构产出的原水通过第二管路2通入所述膜蒸馏机构，所述膜蒸馏机构产出的纯水通过第三管路3通入所述电解制氢机构进行补水。
[0022]本实施例中，电解制氢机构、臭氧污水处理机构和膜蒸馏机构依次连接，电解制氢机构和臭氧污水处理机构耦合实现对电解制氢产氧的利用生产臭氧，臭氧对污水处理后产生的再生水通入膜蒸馏组件内进行蒸馏纯化得到纯水，膜蒸馏组件产出的纯水通入电解制氢机构内进行补水，其间，膜蒸馏组件的蒸馏的热能可以通过与电解制氢机构的换热得到，从而提高了系统整体的资源利用效率与能量转换效率。
[0023]所述臭氧污水处理机构包括通过管路依次连接的臭氧发生器4、臭氧接触塔5和再生水存储装置6，所述臭氧接触塔5通入污水，臭氧接触塔5通入的污水可以为上游污水厂沉淀池的出水。所述臭氧发生器4将生发的臭氧通入所述臭氧接触塔5内，污水与臭氧在所述臭氧接触塔内进行氧化反应，所述再生水存装置6用于存储所述臭氧接触塔产出的原水。本
实施例中，利用臭氧发生器向所述臭氧接触塔提供高浓度过量臭氧，在臭氧接触塔内，利用过量臭氧与固相催化剂的协同作用，降解污水中有机污染物。污水经过降解处理后得到再生水，经过管路流经再生水存储装置进行中转存储，本实施例中，再生水存储装置可以为罐体结构，实现对再生水的存储。当然在其他实施例中，也可以为其他存储结构，例如存储池等，本申请对此不作限制。
[0024]所述膜蒸馏机构包括通过管路依次连接的原水换热器7、原水辅热器8、膜蒸馏组件9和产水换热器10，所述原水换热器7通过所述第二管路2连接于所述再生水存储装置6，所述产水换热器10通过第三管路3连接于所述电解制氢机构。具体地，原水经过原水换热器与原水辅热器升温后进入膜蒸馏组件9，在膜蒸馏组件9两侧压力差的作用下原水以水蒸气的形式进入产水侧，在膜蒸馏组件9的产水侧冷凝后得到纯水进入电解槽的补水机构，补充电解槽电解过程中消耗的水。原水换热器利用电解制氢机构的废热对原水进行初步加热升温，为后续的蒸馏工艺节约能耗，原水辅热器可以为电加热器，通过外联电路实现对原水的二次加热以达到蒸馏的温度要求，保证膜蒸馏组件可靠运行。
[0025]所述膜蒸馏组件9还通过第一回流管路11和所述原水换热器7连接。蒸馏组件产生的废水可以回流至原水换热器内，实现二次利用，实现水资源的充分利用。
[0026]所述电解水制氢机构包括通过管路依次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢耦合污水处理系统，其特征在于，包括电解制氢机构、臭氧污水处理机构和膜蒸馏机构，所述电解制氢机构通过第一管路向所述臭氧污水处理机构通入氧气，所述臭氧污水处理机构用于生发臭氧以对污水进行处理，所述臭氧污水处理机构产出的原水通过第二管路通入所述膜蒸馏机构，所述膜蒸馏机构产出的纯水通过第三管路通入所述电解制氢机构进行补水。2.如权利要求1所述的电解水制氢耦合污水处理系统，其特征在于，所述臭氧污水处理机构包括通过管路依次连接的臭氧发生器、臭氧接触塔和再生水存储装置，所述臭氧接触塔通入污水，所述臭氧发生器将生发的臭氧通入所述臭氧接触塔内，污水与臭氧在所述臭氧接触塔内进行氧化反应，所述再生水存装置用于存储所述臭氧接触塔产出的原水。3.如权利要求2所述的电解水制氢耦合污水处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏机构包括通过管路依次连接的原水换热器、原水辅热器、膜蒸馏组件和产水换热器，所述原水换热器通过所述第二管路连接于所述再生水存储装置，所述产水换热器通过第三管路连接于所述电解制氢机构。4.如权利要求3所述的电解水制氢耦合污水处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏组件还通过第一回流管路和所述原水换热器连接。5.如权利要求3所述的电解水制氢耦合污水处理系统，其特征在于，所述电解水制氢机构包括通过管路依次连接的补水机构、电解槽、气液分离器和气体冷却器，所述补水机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海礁，刘丽萍，王凡，王韬，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：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：