一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统，属于水电解制氢技术领域。解决现有用于水电解制氢的散热装置电能消耗大的技术问题。本发明专利技术的水热管理系统，包括：电解槽，阳极尾气，汽水分离器，散热器，能量传导轴和散热风机。本发明专利技术的水热管理系统将随意丢弃的阳极尾气与能量传导轴连接，将阳极尾气的能量传导给散热风机，从而节约散热器所需的散热电能。本发明专利技术的用于水电解制氢生产中的水热管理系统大大降低了水电解制氢过程中的所需的散热电能，从而降低水电解制氢成本。从而降低水电解制氢成本。从而降低水电解制氢成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统


[0001]本专利技术属于水电解制氢
，具体涉及一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统。

技术介绍

[0002]氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采。水电解制氢是氢能的重要获取方式之一，它具有制取过程无污染，氢气纯度高等诸多优势。
[0003]在水电解制氢过程中，电解反应会产生大量的热，致使电解槽内以及电解用的水温度大幅升高，当用于电解的水温度过高时甚至因温度过高而气化时，大量的水会由于气化而随着排出的气体被带走，从而导致水电解的反应水量不足，损坏膜电极而降低膜电极使用寿命。所以在电解水的装置中必须匹配相应的散热装置，以保持电解槽的反应温度。目前使用的散热装置主要有风冷装置和水冷装置，原理均是利用电解设备外部的相对低温环境与电解设备内部进行热交换而实现冷却。但是不论是哪一种方式其过程都要消耗大量的电能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有用于水电解制氢的散热装置电能消耗大的技术问题，提供一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统。本专利技术的系统利用电解槽阳极产生的废气，为水电解制氢装置提供一部分冷却的能源，为水电解制氢节约电能消耗。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0006]本专利技术提供一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统，包括：
[0007]电解槽，阳极尾气，汽水分离器，散热器，能量传导轴和散热风机；
[0008]所述的电解槽利用电能将纯水电解成氢气和氧气并分别从阴极和阳极排出；
[0009]所述的阳极尾气为电解槽电解时所产生的氧气，它从电解槽的阳极排出并携带出一定量的电解用的水；
[0010]所述的汽水分离器通过重力沉降、冷凝的方式将阳极尾气中的水与气体分离，冷凝下来的水重新回到电解槽中参与到电解反应中；
[0011]所述的散热风机用于将外部环境的冷空气吹入到散热器中，所述散热器通过热交换为电解水降温；
[0012]所述的能量传导轴用于将阳极尾气产生的能量传输给散热风机，为水电解制氢装置提供一部分冷却的能源。
[0013]在上述技术方案中，所述的汽水分离器根据实际应用会变化相应的数量及体积或为多组。
[0014]在上述技术方案中，所述的阳极尾气产生的能量通过机械能传导、电能转化、化学能转化或者热能传输方式传输给散热风机。
[0015]在上述技术方案中，所述的能量传导轴分为叶片和轴两个部分。
[0016]在上述技术方案中，所述的阳极尾气冲击推动能量传导轴的叶片，能量传导轴开始旋转，并带动散热风机共同旋转，散热风机将外部冷空气吹入到散热器从而达到冷热交换的目的，同时汽水分离器通过散热器降低内部温度，从而实现汽水分离，冷凝下来的水，重新回到电解槽中参与到电解反应中。
[0017]在上述技术方案中，所述的能量传导轴只能通过叶片旋转将能量传给散热风机，当散热风机被电驱动，转速超过能量传导轴的叶片时，不会将能量反向传输给叶片。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]在电解槽进行电解水制氢时，在其阴极产生氢气的同时，阳极也产生了大量的氧气，阳极产生的氧气作为尾气被人们直接排出，而本专利技术的用于水电解制氢生产中的水热管理系统就是将随意丢弃的阳极尾气与能量传导轴连接，将阳极尾气的能量传导给散热风机，从而节约散热器所需的散热电能。本专利技术的用于水电解制氢生产中的水热管理系统大大降低了水电解制氢过程中的所需的散热电能，从而降低水电解制氢成本。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对以下技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术提供的用于水电解制氢生产中的水热管理系统的结构示意图。
[0022]图中的附图标记表示为：
[0023]1‑
电解槽，2
‑
阳极尾气，3
‑
汽水分离器，4
‑
散热器，5
‑
能量传导轴，6
‑
散热风机，7
‑
冷空气，8
‑
水。
具体实施方式
[0024]本专利技术的专利技术思想为：水电解产生氢气时，在电解槽的阴极产生氢气的同时，其阳极会产生氧气，而氧气由于其附加值较低，往往是随意排出丢弃。本专利技术利用阳极产生的无用的氧气，为水电解的散热提供部分电能，用以降低水电解制氢过程中的电能消耗。进而本专利技术提供了一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统，该系统将阳极尾气与能量传导轴连接，将阳极尾气的能量传导给散热风机，从而节约散热器所需的散热电能。
[0025]本专利技术提供的一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统，其主要涉及到：电解槽1，阳极尾气2，汽水分离器3，散热器4，散热风机6，能量传导轴5。所述的电解槽1利用电能将纯水电解成氢气和氧气并分别从阴极和阳极排出；所述的阳极尾气2为电解槽1电解时所产生的氧气，它从电解槽1的阳极排出并携带出一定量的电解用的水；所述的汽水分离器3通过重力沉降、冷凝等方式将阳极尾气2中的水与气体分离，冷凝下来的水8重新回到电解槽1中参与到电解反应中；在实际应用中，汽水分离器3可能会用到多组；所述的散热器4利用水电解设备外部环境的相对低温，通过热交换为电解水降温；所述的散热风机6用于将外部环境的冷空气7吹入到散热器4中；所述的能量传导轴5用于将阳极尾气2产生的能量通过机械能传导、电能转化、化学能转化或者热能传输方式传输给散热风机6。
[0026]进一步的所述能量传导轴5分为叶片和轴两个部分；所述阳极尾气2冲击推动能量
传导轴5的叶片，能量传导轴5开始旋转，并带动散热风机6共同旋转，散热风机6将外部冷空气7吹入到散热器4从而达到冷热交换的目的，同时汽水分离器3通过散热器4降低内部温度，从而实现汽水分离，冷凝下来的水8，重新回到电解槽1中参与到电解反应中。所述的能量传导轴5只能通过叶片旋转将能量传给散热风机6，当散热风机6被电驱动，转速超过能量传导轴5的叶片时，不会将能量反向传输给叶片。
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]请参考图1，图1为本专利技术一种具体实施方法所提供的一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统的结构示意图。
[0029]本专利技术所提供的用于水电解制氢生产中的水热管理系统，其具体包括：电解槽1，阳极尾气2，汽水分离器3，散热器4，散热风机6和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水电解制氢生产中的水热管理系统，其特征在于，包括：电解槽(1)，阳极尾气(2)，汽水分离器(3)，散热器(4)，能量传导轴(5)和散热风机(6)；所述的电解槽(1)利用电能将纯水电解成氢气和氧气并分别从阴极和阳极排出；所述的阳极尾气(2)为电解槽(1)电解时所产生的氧气，它从电解槽(1)的阳极排出并携带出一定量的电解用的水；所述的汽水分离器(3)通过重力沉降、冷凝的方式将阳极尾气(2)中的水与气体分离，冷凝下来的水(8)重新回到电解槽(1)中参与到电解反应中；所述的散热风机(6)用于将外部环境的冷空气(7)吹入到散热器(4)中，所述散热器(4)通过热交换为电解水降温；所述的能量传导轴(5)用于将阳极尾气(2)产生的能量传输给散热风机(6)，为水电解制氢装置提供一部分冷却的能源。2.根据权利要求1所述的用于水电解制氢生产中的水热管理系统，其特征在于，所述的汽水分离器(3)根据实际应用会变化相应的数量及体积或为多组。3.根据权利要求1所述的用于水电解制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢巍，李晨阳，刘长鹏，梁亮，葛君杰，廖建辉，金钊，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：