余热回收单元及制氢系统技术方案

本实用新型专利技术涉及余热回收技术领域，具体涉及一种余热回收单元及制氢系统，所述余热回收单元包括制氢组件和换热器，制氢组件包括固体氧化物电解池和储存罐，固体氧化物电解池与储存罐相连以储存固体氧化物电解池电解后的氢气，换热器包括换热管和换热壳，换热管设在换热壳内，换热管具有第一进口和第一出口，第一进口与固体氧化物电解池相连以将氢气传输至换热管内，第一出口与储存罐相连以将经换热器换热后的氢气传输至储存罐内，换热壳具有第二进口和第二出口，第二进口用于向换热壳内传输热一次风，第二出口适于与尿素热解炉相连以传输换热后的热一次风，本实用新型专利技术提出了一种余热回收单元，可以降低电解制氢的能耗。可以降低电解制氢的能耗。可以降低电解制氢的能耗。

【技术实现步骤摘要】
余热回收单元及制氢系统


[0001]本技术涉及余热回收
，具体涉及一种余热回收单元及制氢系统。

技术介绍

[0002]固体氧化物电解池可以对高温水蒸气电解得到氢气，由于固体氧化物电解池需要高压和高温水蒸气，电解过程中的工作温度也很高，导致电解水制氢的能耗很高，电解后的产物也具有较高的温度，氢气需要冷却至常温后进行储存，氢气的热能在冷却过程也没有得到充分的利用，反而进一步增加了电解水制氢的能耗，导致电解水制氢的能耗过大。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的实施例提出了一种余热回收单元，可以降低电解制氢的能耗。
[0004]本技术实施例还提出了一种制氢系统。
[0005]本技术实施例的余热回收单元，包括：制氢组件，所述制氢组件包括固体氧化物电解池和储存罐，所述固体氧化物电解池与所述储存罐相连以储存所述固体氧化物电解池对蒸汽电解后产生的氢气；换热器，所述换热器设在所述固体氧化物电解池和所述储存罐之间，所述换热器包括换热管和换热壳，所述换热管设在所述换热壳内，所述换热管具有第一进口和第一出口，所述第一进口与所述固体氧化物电解池相连以将所述氢气传输至所述换热管内，所述第一出口与所述储存罐相连以将经所述换热器换热后的氢气传输至储存罐内，所述换热壳具有第二进口和第二出口，所述第二进口用于向所述换热壳内传输热一次风，所述热一次风在所述换热壳内与所述换热管内的氢气换热，所述第二出口适于与尿素热解炉相连以将经所述换热器换热后的热一次风传输至所述尿素热解炉内。
[0006]本技术实施例的余热回收单元，可以降低电解制氢的能耗。
[0007]在一些实施例中，所述固体氧化物电解池具有氢气出口，所述氢气出口与所述第一进口相连以向所述换热器内传输电解后的氢气。
[0008]在一些实施例中，所述储存罐具有氢气进口，所述氢气进口与所述第一出口连通以便所述换热器将换热后的氢气传输至储存罐。
[0009]在一些实施例中，所述余热回收单元还包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路分别与所述氢气出口和所述第一进口连通，所述第二管路分别与所述第一出口与所述氢气进口连通，所述第三管路分别与所述第二出口和所述尿素热解炉相连。
[0010]在一些实施例中，所述换热管为石英管。
[0011]本技术实施例的制氢系统，包括：蒸汽源，所述蒸汽源与所述固体氧化物电解池相连以便为所述固体氧化物电解池输送蒸汽；供电单元，所述供电单元与所述固体氧化物电解池相连以便为所述固体氧化物电解池提供电能；余热回收单元，所述余热回收单元为上述任一项所述的余热回收单元；尿素热解炉，所述尿素热解炉与所述第二出口相连以便所述换热器将换热后的热一次风传输至所述尿素热解炉内。
[0012]本技术实施例的制氢系统，可以降低电解制氢的能耗。
[0013]在一些实施例中，所述供电单元包括汽轮机和发电机，所述蒸汽源具有第一蒸汽出口，所述汽轮机具有第一蒸汽进口，所述第一蒸汽出口与所述第一蒸汽进口连通向所述汽轮机输送蒸汽以使所述汽轮机转动，所述汽轮机与所述发电机相连。
[0014]在一些实施例中，所述蒸汽源具有第二蒸汽出口，所述固体氧化物电解池还包括第二蒸汽进口，所述第二蒸汽进口与所述第二蒸汽出口连通，所述固体氧化物电解池接收蒸汽并对蒸汽进行电解。
[0015]在一些实施例中，所述固体氧化物电解池包括氢电极和氧电极，所述氢电极和所述氧电极分别与所述供电单元电连接。
[0016]在一些实施例中，所述尿素热解炉包括第三进口和第三出口，所述第三进口与所述第二出口连通以便换热后的热一次风传输至所述尿素热解炉内，所述第三出口适于与脱硝反应器相连。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例的制氢系统的示意图。
[0018]附图标记：
[0019]蒸汽源100，
[0020]供电单元200，汽轮机210，第一蒸汽进口2101，发电机220，
[0021]尿素热解炉300，第三进口310，第三出口320，
[0022]制氢组件1，固体氧化物电解池11，氢气出口111，第二蒸汽进口112，氢电极113，氧电极114，储存罐12，氢气进口121，
[0023]换热器2，换热管21，第一进口211，第一出口212，
[0024]换热壳22，第二进口221，第二出口222，
[0025]第一管路3，第二管路4，第三管路5。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0027]本技术实施例的余热回收单元包括制氢组件1和换热器2。制氢组件1包括固体氧化物电解池11和储存罐12，固体氧化物电解池11与储存罐12相连以储存固体氧化物电解池11对蒸汽电解后产生的氢气。换热器2设在固体氧化物电解池11和储存罐12之间，换热器2包括换热管21和换热壳22，换热管21设在换热壳22内，换热管21具有第一进口211和第一出口212，第一进口211与固体氧化物电解池11相连以将氢气传输至换热管21内，第一出口212与储存罐12相连以将经换热器2换热后的氢气传输至储存罐12内，换热壳22具有第二进口221和第二出口222，第二进口221用于向换热壳22内传输热一次风，热一次风在换热壳22内与换热管21内的氢气换热，第二出口222适于与尿素热解炉300相连以将经换热器2换热后的热一次风传输至尿素热解炉300内。
[0028]具体地，如图1所示，固体氧化物电解池11用于对蒸汽进行电解，电解后的氢气传
输至换热器2内进行换热冷却，冷却后的氢气传输至储存罐12内进行储存。换热管21设在换热壳22内，通过换热管21内的高温氢气与换热壳22内的低温热一次风进行换热，以对热一次风进行加热的同时降低了氢气的温度，通过热一次风加热尿素热解炉300内的温度，实现了对高温氢气中的热量的再回收利用。
[0029]需要说明的是，固体氧化物电解池11的工作温度在700
‑
1000℃，固体氧化物电解池11在高温下电解蒸汽，获得氢气和氧气，电解产物的温度也在500℃左右，由于电解产物具有较高的温度，需要进行冷却至常温后才能进行储存，电解产物包括氢气、氧气和未反应完的蒸汽，电解产物自身的热能在冷却过程中散失浪费，而且冷却也需要能量消耗，加剧了电解制氢的能耗。
[0030]例如，固体氧化物电解池11的材质采用耐高温的陶瓷。储存罐12采用合金制成的容器以储存氢气。
[0031]本技术实施例通过将电解后的高温氢气通过第一进口211传输至换热管21内，并通过第二进口221向换热壳22内传输低温的热一次风，温度较低的热一次风从第二进口221进入换热壳22内并在换热管21外流过，低温热一次风与换热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种余热回收单元，其特征在于，包括：制氢组件，所述制氢组件包括固体氧化物电解池和储存罐，所述固体氧化物电解池与所述储存罐相连以储存所述固体氧化物电解池对蒸汽电解后产生的氢气；换热器，所述换热器设在所述固体氧化物电解池和所述储存罐之间，所述换热器包括换热管和换热壳，所述换热管设在所述换热壳内，所述换热管具有第一进口和第一出口，所述第一进口与所述固体氧化物电解池相连以将所述氢气传输至所述换热管内，所述第一出口与所述储存罐相连以将经所述换热器换热后的氢气传输至储存罐内，所述换热壳具有第二进口和第二出口，所述第二进口用于向所述换热壳内传输热一次风，所述热一次风在所述换热壳内与所述换热管内的氢气换热，所述第二出口适于与尿素热解炉相连以将经所述换热器换热后的热一次风传输至所述尿素热解炉内。2.根据权利要求1所述的余热回收单元，其特征在于，所述固体氧化物电解池具有氢气出口，所述氢气出口与所述第一进口相连以向所述换热器内传输电解后的氢气。3.根据权利要求2所述的余热回收单元，其特征在于，所述储存罐具有氢气进口，所述氢气进口与所述第一出口连通以便所述换热器将换热后的氢气传输至储存罐。4.根据权利要求3所述的余热回收单元，其特征在于，还包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路分别与所述氢气出口和所述第一进口连通，所述第二管路分别与所述第一出口与所述氢气进口连通，所述第三管路分别与所述第二出口和所述尿素热解炉相连。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，李昭，张鹏，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：