本发明专利技术公开了一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法，装置包括两组监测机构，所述监测机构包括通过管路依次连接的一级汽水分离器、酸碱中和系统、除湿系统和传感器，酸碱中和系统包括喷淋塔和设置于其上方的碱性中和剂下料桶，喷淋塔内部设置过滤网；所述除湿系统可采用蒸发换热器+冷凝换热器、二级汽水分离器+冷凝换热器或蒸发换热器+二级汽水分离器+冷凝换热器等多种组合形式。本发明专利技术能够在线高效、精准测量氧中氢、氢中氧，酸碱中和系统能够有效中和PEM电解水过程的酸性成分，除湿系统采用蒸发换热器，冷凝换热器以及汽水分离器方式除湿，能够有效去除PEM电解水过程的水分，提高监测精度以及探头寿命。提高监测精度以及探头寿命。提高监测精度以及探头寿命。
【技术实现步骤摘要】
PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法
[0001]本专利技术属于氧中氢/氢中氧分析仪领域，具体涉及一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法。
技术介绍
[0002]质子交换膜虽然传递质子，但也会发生气体的串漏，阳极中氧气会串漏到氢气侧，阴极中的氢气会串漏到氧气侧。PEM电解水的氧中氢/氢中氧是评价电解水膜电极与系统性能的重要指标，因此，需要对阳极水槽的氧中氢和阴极水槽的氢中氧进行监测。若直接将未经处理的样气进入氢中氧/氧中氢分析仪后不仅会降低测量精度，而且会腐蚀分析仪的传感器，大大降低其使用寿命。
[0003]专利CN201220604309.8公开了一种氧中氢/氢中氧分析仪用干燥瓶，采用硅胶除湿，能快速除去样气中的水分和氢氧化钾，但是氧气在润湿硅胶中的吸附与溶解对氧中氢浓度结果造成影响。
[0004]同时，在50h寿命测试以后，阳极水槽pH值由4.6变成3.49，阴极水槽pH值由5.55变为4.54，说明阴阳极水槽特别是阳极水槽变为酸性，如果从这里流出的气体，直接测试其氧中氢/氢中氧浓度，会影响探头寿命。
技术实现思路
[0005]本专利技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：包括两组监测机构，所述监测机构包括通过管路依次连接的一级汽水分离器、酸碱中和系统、除湿系统和监测传感器，所述酸碱中和系统包括喷淋塔和设置于其上方的碱性中和剂下料桶，喷淋塔内部设置过滤网；所述一级汽水分离器与酸碱中和系统之间设置前pH计，所述酸碱中和系统与除湿系统之间设置后pH计；所述除湿系统包括冷凝换热器和蒸发换热器或二级汽水分离器中的任意一种或两种。
[0008]在上述技术方案中，两组所述监测机构中其一与PEM电解水装置的阳极水槽连接，另一与PEM电解水装置的阴极水槽连接。
[0009]在上述技术方案中，所述监测传感器为氧中氢传感器或氢中氧传感器。
[0010]在上述技术方案中，所述一级汽水分离器与前pH计之间设置前三通阀。
[0011]在上述技术方案中，所述除湿系统与监测传感器之间依次设置露点传感器和后三通阀。
[0012]在上述技术方案中，所述一级汽水分离器设置出水口，且与PEM电解水装置的阳极水槽或阴极水槽连接。
[0013]在上述技术方案中，当所述除湿系统由冷凝换热器和蒸发换热器组成时，所述蒸
发换热器与喷淋塔的连接；当所述除湿系统由冷凝换热器和二级汽水分离器组成时，所述二级汽水分离器与喷淋塔的连接；当所述除湿系统由冷凝换热器、蒸发换热器和二级汽水分离器组成时，所述蒸发换热器与喷淋塔的连接，且二级汽水分离器设置于蒸发换热器和冷凝换热器之间。
[0014]一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测方法，包括以下步骤：
[0015](
ⅰ
)将PEM电解水装置的阳极水槽和或阴极水槽与在线监测装置连接，且保持后三通阀(11)与监测传感器(12)处于断开状态；
[0016](
ⅱ
)PEM电解水装置的阳极水槽和/或阴极水槽中的混合气体依次经过一级汽水分离器、酸碱中和系统和除湿系统，当后pH计数值为7，露点传感器10显示值小于
‑
20℃时，连通后三通阀(11)与监测传感器(12)，气体接入监测传感器(12)，开始监测；
[0017](
ⅲ
)监测开始后，实时监控前、后pH计数值，反馈调控碱性中和剂的下料速率，以保持后pH计数值为7。
[0018]在上述技术方案中，所述步骤(
ⅱ
)的除湿系统采用蒸发换热器(8)时，蒸发器将气体加热至110℃；冷凝器将气体冷凝至约
‑
20℃。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术提供了一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法，能够在线高效、精准测量氧中氢、氢中氧，酸碱中和系统能够有效中和PEM电解水过程的酸性成分，除湿系统采用汽水分离器+冷凝器方式除湿，能够有效去除PEM电解水过程的水分，提高监测精度以及探头寿命。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例1的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例1的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例1的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置的结构示意图。
[0024]其中：
[0025]1一级汽水分离器
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2前三通阀
[0026]3前pH计
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4喷淋塔
[0027]5碱性中和剂下料桶
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6过滤网
[0028]7后pH计
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8蒸发换热器
[0029]9冷凝换热器
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10露点传感器
[0030]11后三通阀
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12监测传感器
[0031]13二级级汽水分离器。
[0032]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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置及方法的技术方案。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，包括两组监测机构，其一与PEM电解水装置的阳极水槽连接，另一与PEM电解水装置的阴极水槽连接。
[0036]所述监测机构包括通过管路依次连接的一级汽水分离器1、酸碱中和系统、除湿系统和监测传感器12。
[0037]所述一级汽水分离器1与酸碱中和系统之间依次设置前三通阀2和前pH计3。
[0038]所述一级汽水分离器1设置出水口，且与PEM电解水装置的阳极水槽或阴极水槽连接，实现对水的循环在利用。
[0039]一级汽水分离器实际上是一个循环水罐，内部不采用任何汽水分离装置，采用上部进循环水，下部出循环水，上部出气的方式，依靠重力将气体排出，罐体积根据电解槽功率大小配置。
[0040]所述酸碱中和系统包括喷淋塔4和设置于其上方的碱性中和剂下料桶5，喷淋塔4内设置过滤网6。
[0041]所述酸碱中和系统与除湿系统之间设置后pH计7。
[0042]本实施例的酸碱中和系统采用带碱性中和剂的喷淋塔，用于中和酸性混合气体，引入混合气体处理前后的前、后pH计3、7，可根据pH值变化来改变喷淋流量，以此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：包括两组监测机构，所述监测机构包括通过管路依次连接的一级汽水分离器(1)、酸碱中和系统、除湿系统和监测传感器(12)，所述酸碱中和系统包括喷淋塔(4)和设置于其上方的碱性中和剂下料桶(5)，喷淋塔(4)内部设置过滤网(3)；所述一级汽水分离器(1)与酸碱中和系统之间设置前pH计(3)，所述酸碱中和系统与除湿系统之间设置后pH计(7)；所述除湿系统包括冷凝换热器(9)和蒸发换热器(8)或二级汽水分离器(13)中的任意一种或两种。2.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：两组所述监测机构中其一与PEM电解水装置的阳极水槽连接，另一与PEM电解水装置的阴极水槽连接。3.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：所述监测传感器(12)为氧中氢传感器或氢中氧传感器。4.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：所述一级汽水分离器(1)与前pH计(3)之间设置前三通阀(2)。5.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：所述除湿系统与监测传感器(12)之间依次设置露点传感器(10)和后三通阀(11)。6.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：所述一级汽水分离器(1)设置出水口，且与PEM电解水装置的阳极水槽或阴极水槽连接。7.根据权利要求1所述的PEM电解水的氧中氢/氢中氧在线监测装置，其特征在于：当所述除湿系统由冷凝换热器(9)和蒸发换热器(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，潘牧，田明星，段奔，吴天涯，郑伟倩，
申请(专利权)人：武汉理工氢电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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