本发明专利技术申请提出一种海水电解制氢系统与方法，系统包括：沉沙和混凝预处理装置、MVR蒸发器、换热器、离子交换膜装置和电解水制氢设备，海水通入沉沙和混凝预处理装置中将海水中的悬浮物去除；去除悬浮物的海水通入MVR蒸发器中，得到高温蒸汽与盐水；高温蒸汽通入换热器中降温液化，得到的纯水通入储罐中储存；离子交换膜装置将盐水转化为纯水，通入储罐中储存；电解水制氢设备以储罐中的纯水为原料进行电解制氢。本申请通过将MVR蒸发器与电解水制氢设备结合，利用MVR蒸发器排出的高温蒸汽产生的热能来驱动电解水制氢反应，从而提高制氢效率，同时减少了电解水制氢系统的能耗，降低利用海水电解制氢系统的成本。利用海水电解制氢系统的成本。利用海水电解制氢系统的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种海水电解制氢系统与方法
[0001]本专利技术涉及电解水制氢
，尤其涉及一种海水电解制氢系统与方法。
技术介绍
[0002]风力发电主要分为陆上风电和海上风电。由于海上风电发电频率的不稳定性，海上风电厂需要配备储能设备实现调峰的作用，通过电解水制氢来储存电能是一种合理的方式。目前，电解水制氢设备对于进水水质要求达到超纯水水质，电阻率要求超过1.0
×
106欧姆
·
厘米。为到达设备进水水质要求，通常在以饮用水为水源(符合GB5749
‑
2006生活饮用水标准)的条件下，需要采用反渗透(RO)和电去离子技术(EDI)并用的工艺路线。考虑到海上风电设备周围是海水包围，直接以海水为进水，会对目前的水纯化设备带来冲击，降低设备出水水质和使用寿命。通常海水淡化大都采用多级闪蒸、多效蒸馏、反渗透膜过滤等方法，但这些方法用于海水淡化的成本均相对较高，这也是制约现在海水淡化技术持续发展的最为主要的原因。特别是对于电解水制氢设备，直接用常规海水纯化工艺达到其进水要求，成本更高。而且电解水制氢的工作温度在80℃以上，就需要花费一定时间先将电解槽内的水进行升温，从而降低了制氢效率。且MVR蒸发器产生的高温蒸汽排到大气中，没有得到很好的利用。
技术实现思路
[0003]本专利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，本专利技术实施例提供了一种海水电解制氢系统与方法，能够降低成本，提高制氢效率，减少能耗。
[0004]本申请一方面实施例提出一种海水电解制氢系统，包括：沉沙和混凝预处理装置、MVR蒸发器、换热器、海水淡化装置和电解水制氢设备，海水通入所述沉沙和混凝预处理装置中将海水中的悬浮物去除；去除悬浮物的海水通入所述MVR蒸发器中，得到高温蒸汽与盐水；所述高温蒸汽通入换热器中降温液化，得到的纯水通入储罐中储存；所述海水淡化装置将所述盐水淡化为纯水，通入储罐中储存；所述电解水制氢设备以储罐中的纯水为原料进行电解制氢，所述纯水的温度大于等于80℃。
[0005]本申请通过将MVR蒸发器与电解水制氢设备结合，利用MVR蒸发器排出的高温蒸汽产生的热能来驱动电解水制氢反应，从而提高制氢效率，同时减少了电解水制氢系统的能耗，降低利用海水电解制氢系统的成本。
[0006]本申请采用换热器，可收集MVR蒸发器产生的高温蒸汽，并将高温蒸汽液化为大于80℃的纯水，直接用于电解制氢，有利于电解水制氢设备的快速启动，可以有效提高电解水制氢设备的响应速度与工作效率。
[0007]在一些实施例中，所述海水淡化装置为仅允许水分子通过的离子交换膜装置。
[0008]本申请采用离子交换膜装置，一方面可以产生高浓度盐水和高温蒸汽，进行回收利用，另一方面可以利用离子交换膜转化出电解水制氢所需要的纯水。
[0009]在一些实施例中，所述高温蒸汽的温度为150
‑
200℃。
[0010]在一些实施例中，所述沉沙和混凝预处理装置包括相互连接的沉沙池和混凝池，混凝池连接于沉沙池和MVR蒸发器之间。通过设置沉沙池和混凝池，可以有效地去除海水中的悬浮物，防止MVR蒸发器内出现结垢、腐蚀等现象。
[0011]在一些实施例中，所述MVR蒸发器中，去除悬浮物的海水转化为蒸汽的时间小于1分钟。
[0012]在一些实施例中，所述MVR蒸发器排出的高温蒸汽一部分通入换热器中降温液化，其余部分通入储罐中与纯水混合，充分利用高温蒸汽的热能，使纯水的温度维持在大于80℃。
[0013]在另一些可替换的实施例中，所述储罐设有加热保温装置，以保持储罐内的纯水的温度大于80℃。使得储罐内的纯水通入到电解水制氢设备时的温度保持在大于等于80℃。
[0014]本申请通过将MVR蒸发器与电解水制氢设备结合，利用MVR蒸发器提供的蒸汽驱动电解水制氢反应，从而提高了制氢的效率，同时减少了电解水制氢系统的能耗和生产成本。
[0015]在一些实施例中，所述离子交换膜装置得到的高浓度盐水，所述高浓度盐水的浓度大于25％，通过回收罐回收生成的结晶盐。
[0016]在一些实施例中，所述离子交换膜装置中水分子的跨膜动力源为电解水制氢设备对水的不断消耗。
[0017]本申请另一方面实施例提出一种海水电解制氢方法，利用上述的海水电解制氢系统，包括如下步骤：
[0018]S1，海水通入沉沙和混凝预处理装置中将海水中的悬浮物去除；
[0019]S2，去除悬浮物的海水通入MVR蒸发器中，得到盐水与高温蒸汽，所述盐水通入离子交换膜装置，得到高浓度盐水与纯水，其中纯水通入储罐中储存，高浓度盐水通入回收罐回收生成的结晶盐；
[0020]所述高温蒸汽一部分通入换热器中降温液化，得到的纯水通入储罐中储存，高温蒸汽的其余部分通入储罐中与纯水混合，使储罐内纯水的温度大于80℃；
[0021]S3，所述储罐内的纯水通入电解水制氢设备中进行电解制氢。
[0022]本申请的方法中，通过将MVR技术与电解水制氢技术结合，利用MVR蒸发器排出的高温蒸汽产生的热能来驱动电解水制氢反应，从而提高制氢效率，同时减少了电解水制氢系统的能耗，降低利用海水电解制氢系统的成本。产生的大于80℃的纯水可直接用于电解制氢，有利于电解水制氢设备的快速启动，可以有效提高电解水制氢设备的响应速度与运行效率。
附图说明
[0023]本专利技术上述的和/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，
[0024]其中：
[0025]图1是本申请实施例中的海水电解制氢方法的流程图；
[0026]附图标记：
[0027]1‑
沉沙和混凝预处理装置；2
‑
MVR蒸发器；3
‑
换热器；4
‑
离子交换膜装置；5
‑
储罐；
6
‑
电解水制氢设备；7
‑
回收罐。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]下面参考附图描述本专利技术实施例的海水电解制氢系统与方法。
[0030]如图1所示，本申请一方面实施例提出一种海水电解制氢系统，包括：沉沙和混凝预处理装置1、MVR蒸发器2、换热器3、海水淡化装置和电解水制氢设备6，海水通入沉沙和混凝预处理装置1中将海水中的悬浮物去除；去除悬浮物的海水通入MVR蒸发器2中，得到高温蒸汽与盐水。
[0031]MVR蒸发器2排出的高温蒸汽一部分通入换热器3中降温液化，得到的纯水通入储罐5中储存；高温蒸汽的其余部分通入储罐5中与纯水混合，充分利用高温蒸汽的热能，使纯水的温度维持在大于80℃。
[0032]海水淡化装置将盐水淡化为纯水，通入储罐5中储存；电解水制氢设备6以储罐5中的纯水为原料进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海水电解制氢系统，其特征在于，包括：沉沙和混凝预处理装置，海水通入所述沉沙和混凝预处理装置中将海水中的悬浮物去除；MVR蒸发器，去除悬浮物的海水通入所述MVR蒸发器中，得到高温蒸汽与盐水；换热器，所述高温蒸汽通入换热器中降温液化，得到的纯水通入储罐中储存；海水淡化装置，所述海水淡化装置将所述盐水淡化为纯水，通入储罐中储存；电解水制氢设备，所述电解水制氢设备以储罐中的纯水为原料进行电解制氢，所述纯水的温度大于等于80℃。2.根据权利要求1所述的海水电解制氢系统，其特征在于，所述海水淡化装置为仅允许水分子通过的离子交换膜装置。3.根据权利要求1所述的海水电解制氢系统，其特征在于，所述高温蒸汽的温度为150
‑
200℃。4.根据权利要求1所述的海水电解制氢系统，其特征在于，所述沉沙和混凝预处理装置包括相互连接的沉沙池和混凝池，混凝池连接于沉沙池和MVR蒸发器之间。5.根据权利要求1所述的海水电解制氢系统，其特征在于，所述MVR蒸发器中，去除悬浮物的海水转化为蒸汽的时间小于1分钟。6.根据权利要求1所述的海水电解制氢系统，其特征在于，所述MVR蒸发器排出的高温蒸汽一部分通入换热器中降...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王鹏杰，郭伟琦，闫旭鹏，王金意，
申请(专利权)人：四川华能氢能科技有限公司华能集团技术创新中心有限公司四川华能太平驿水电有限责任公司四川华能宝兴河水电有限责任公司四川华能嘉陵江水电有限责任公司四川华能东西关水电股份有限公司四川华能康定水电有限责任公司四川华能涪江水电有限责任公司华能明台电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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