System.Exception: 字符串 'sichuanhuanengqingnengkejiyouxiangongsihuanengjituanjishuchuangxinzhongxinyouxiangongsisichuanhuanengtaipingyishuidianyouxianzerengongsisichuanhuanengbaoxinheshuidianyouxianzerengongsisichuanh' 后的引号不完整。 “sichuanhuanengqingnengkejiyouxiangongsihuanengjituanjishuchuangxinzhongxinyouxiangongsisichuanhuanengtaipingyishuidianyouxianzere”附近有语法错误。 在 DBUtility.DbHelperSQL.RunProcedure(String storedProcName, IDataParameter[] parameters, Int32& rowsAffected) 在 DAL.APT_Common.Update(String tbName, String filter, String where) 在 zhuanliShow.pingyinfenlei(String id) 电解水制氢系统的处理方法及装置制造方法及图纸_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>>正文

电解水制氢系统的处理方法及装置制造方法及图纸

技术编号：39185511 阅读：7 留言：0更新日期：2023-10-27 08:33
本公开是关于一种电解水制氢系统的处理方法及装置。其中方法包括：确定电解水制氢系统之中电解槽的寿命周期；确定电解槽工作过程中电极单次置换回收的成本；确定电极单个全生命周期的产氢量；根据寿命周期、电极单次置换回收的成本和电极单个全生命周期的产氢量，构造目标函数，其中，目标函数中的变量为电极置换回收次数和电极置换回收时的衰减率，目标函数的优化目标为电极在工作期间所产的氢气总量与电极的置换回收总成本的比值最大；确定目标函数的最优解，并根据最优解确定电极置换回收时的衰减率；根据衰减率配置辅助换热装置。本公开能够匹配到合适的换热器，以带来温度控制准确度高、换热效率高的效果。换热效率高的效果。换热效率高的效果。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】
电解水制氢系统的处理方法及装置


[0001]本公开涉及氢能及燃料电池领域，尤其涉及一种电解水制氢系统的处理方法及装置。

技术介绍

[0002]在电解水制氢装置中，电极是决定氢气生产能耗的核心部件。电极材料涉及到镍、铁、钴等多种金属成分，一些制氢装置还涉及贵金属，如碱性电解水制氢装置(铂等)和一般的PEM(Proton Exchange Membrane，质子交换膜)制氢装置(铂，铱等)。随着电解水制氢装置的不断增加，制作电解水制氢装置所需的金属材料资源将受到较大挑战，因此，有必要对电极中的有效成分进行回收和重复利用，以降低对新增金属矿产能的压力。
[0003]制氢电解槽工作过程中，电解槽工作参数中最重要的影响因素当属温度，温度直接影响电解水制氢反应的效率和速度，同时影响材料的耐久性，在电极处于不同衰减状态时，由于达到相同产氢量时所需的电压不同，导致电解产热量不同。因此，如何保证置换过电极的电解槽内的温度一致处于适宜的设定温度，已经称为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本公开提供一种电解水制氢系统的处理方法及装置。
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种电解水制氢系统的处理方法，包括：
[0006]确定所述电解水制氢系统之中电解槽的寿命周期；
[0007]确定所述电解槽工作过程中电极单次置换回收的成本；
[0008]确定所述电极单个全生命周期的产氢量；
[0009]根据所述寿命周期、所述电极单次置换回收的成本和所述电极单个全生命周期的产氢量，构造目标函数，其中，所述目标函数中的变量为所述电极置换回收次数和所述电极置换回收时的衰减率，所述目标函数的优化目标为所述电极在工作期间所产的氢气总量与所述电极的置换回收总成本的比值最大；
[0010]确定所述目标函数的最优解，并根据所述最优解确定所述电极置换回收时的衰减率；
[0011]根据所述衰减率配置辅助换热装置，以使所述电解槽内的温度处于设定温度。
[0012]根据本公开实施例的第二方面，提供一种电解水制氢系统的处理装置，包括：
[0013]第一确定模块，用于确定所述电解水制氢系统之中电解槽的寿命周期；
[0014]第二确定模块，用于确定所述电解槽工作过程中电极单次置换回收的成本；
[0015]第三确定模块，用于确定所述电极单个全生命周期的产氢量；
[0016]构造模块，用于根据所述寿命周期、所述电极单次置换回收的成本和所述电极单个全生命周期的产氢量，构造目标函数，其中，所述目标函数中的变量为所述电极置换回收次数和所述电极置换回收时的衰减率，所述目标函数的优化目标为所述电极在工作期间所产的氢气总量与所述电极的置换回收总成本的比值最大；
[0017]第四确定模块，用于确定所述目标函数的最优解，并根据所述最优解确定所述电极置换回收时的衰减率；
[0018]配置模块，用于根据所述衰减率配置辅助换热装置，以使所述电解槽内的温度处于设定温度。
[0019]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0020]以电解水制氢系统寿命周期内产氢量和电极置换回收成本、碳排放作为考虑因素，决策电解制氢电极回收时的衰减率，确保电解制氢电极的最大化利用和电解制氢过程的最优经济环境效益。另外，本公开根据电极置换回收时的衰减率确定辅助换热装置的配置，能够匹配到合适的换热器，以带来温度控制准确度高、换热效率高的效果，从而能够使电极全生命周期(生产、回收)达到最优效益。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0023]图1是根据一示例性实施例示出的一种电解水制氢系统的处理方法的流程图。
[0024]图2是根据一示例性实施例示出另一种电解水制氢系统的处理方法的流程图。
[0025]图3是根据一示例性实施例示出的一种电解水制氢系统的处理装置框图。
[0026]图4是根据一示例性实施例示出的另一种电解水制氢系统的处理装置框图。
具体实施方式
[0027]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0028]在电解水制氢装置中，电极是决定氢气生产能耗的核心部件。电极材料涉及到镍、铁、钴等多种金属成分，一些制氢装置还涉及贵金属，如碱性电解水制氢装置(铂等)和一般的PEM(Proton Exchange Membrane，质子交换膜)制氢装置(铂，铱等)。随着电解水制氢装置的不断增加，制作电解水制氢装置所需的金属材料资源将受到较大挑战。
[0029]为支持绿氢产量目标的实现以保障碳中和任务的完成，有必要对电极中的有效成分进行回收和重复利用，以降低对新增金属矿产能的压力。目前，由于全球电解槽累计装机尚未形成规模、电解槽使用时间较短，尚未形成成熟的电极回收工艺，关于制氢电解槽电极回收的研究也非常有限。
[0030]制氢电解槽工作过程中，电极置换的时机对于电解制氢整站工艺运行的经济效益和环境效益有重要影响。电极衰减后，工作过程需要更高的能耗，纯度降低导致安全性变差，用于生产、安全监测的整体投入增加，效益变差；但电极的更换也会造成额外成本，需要对其进行比较，以做出效益最佳的决策。同时，电极工作的全生命周期内的平均性能对制氢电解槽的工作效率有重要影响，而电解槽工作参数中最重要的影响因素当属温度，温度直
接影响电解水制氢反应的效率和速度，同时影响材料的耐久性，在电极处于不同衰减状态时，由于达到相同产氢量时所需的电压不同，导致电解产热量不同，为实现适宜的设定温度，需要根据电极全生命周期的性能衰减情况匹配适当的辅助换热系统。
[0031]为此，本公开的实施例提供了一种电解水制氢系统的处理方法及装置，基于电极置换回收的成本和电极延长工作时间所带来的收益对比(包括经济和环境方面)，确定电极的生命周期，即电极的置换回收时机，并基于电极从开始工作到置换的全生命周期性能衰减情况，确定辅助换热装置的配置，以使配置后的辅助换热装置可以保障电解槽内的温度处于设定温度，从而能够使电解水制氢系统在工作过程中取得适宜的热量控制效果。
[0032]下面参考附图描述本公开实施例的电解水制氢系统的处理方法及装置。
[0033]图1是根据一示例性实施例示出的一种电解水制氢系统的处理方法的流程图，如图1所示，该方法可包括但不限于以下步骤。
[0034]在步骤101中，确定电解水制氢系统之中电解槽的寿命周期。
[0035]作为一种示例，该电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢系统的处理方法，其特征在于，包括：确定所述电解水制氢系统之中电解槽的寿命周期；确定所述电解槽工作过程中电极单次置换回收的成本；确定所述电极单个全生命周期的产氢量；根据所述寿命周期、所述电极单次置换回收的成本和所述电极单个全生命周期的产氢量，构造目标函数，其中，所述目标函数中的变量为所述电极置换回收次数和所述电极置换回收时的衰减率，所述目标函数的优化目标为所述电极在工作期间所产的氢气总量与所述电极的置换回收总成本的比值最大；确定所述目标函数的最优解，并根据所述最优解确定所述电极置换回收时的衰减率；根据所述衰减率配置辅助换热装置，以使所述电解槽内的温度处于设定温度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述衰减率配置辅助换热装置，包括：根据所述衰减率，确定目标热负荷；基于所述目标热负荷，调节所述辅助换热装置的运行参数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标热负荷通过以下公式计算得到的：Q＝k1Q0其中，Q为所述目标热负荷，Q0为所述辅助换热装置在电极最佳工作状态下对应的热负荷，k1是与所述电极置换回收时的衰减率相关的参数，且k1与所述电解槽的操作参数和结构参数相关。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电解槽工作过程中电极单次置换回收的成本，包括：确定所述电极单次置换回收过程各种所需物料的单价、所述电极单次置换回收过程各种所需物料的消耗量、所需热量的单价、所述电极单次置换回收过程所需热量的消耗量、所需电的单价和所述电极单次置换回收过程所需电的消耗量；根据所述各种所需物料的单价、各种所需物料的消耗量所需热量的单价、所述电极单次置换回收过程所需热量的消耗量、所需电的单价和所述电极单次置换回收过程所需电的消耗量，确定所述电极单次置换回收过程的经济成本；确定所述电极单次置换回收过程各种所需物料的单位碳排放、所述所需热量的单位碳排放和所述所需电的单位碳排放；根据所述各种所需物料的单位碳排放、所述各种所需物料的消耗量、所述所需热量的单位碳排放、所述所需热量的消耗量、所述所需电的单位碳排放和所述所需电的消耗量，确定所述电极单次置换回收过程的碳排放；根据所述电极单次置换回收过程的经济成本和所述电极单次置换回收过程的碳排放，确定所述电极单次置换回收的成本。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述电极单次置换回收过程的经济成本和所述电极单次置换回收过程的碳排放，确定所述电极单次置换回收的成本，包括：根据所述电极单次置换回收过程的经济成本和所述电极单次置换回收过程的碳排放，采用第一公式，计算所述电极单次置换回收的成本；其中，所述第一公式表示如下：E(n)＝x1C+x2pco2Emission
其中，E(n)为所述电极单次置换回收的成本，C为所述电极单次置换回收过程的经济成本，pco2为碳排放对应成本，Emission为所述电极单次置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张畅，郭海礁，吴展，徐显明，王金意，任志博，闫旭鹏，刘丽萍，王凡，
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：

全部详细技术资料下载 我是这个专利的主人
相关技术
网友询问留言 已有0条评论

  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
发布您的意见
相关领域技术

关于我们 | 联系我们 | 支付方式

Copyright © 2018 All Rights Reserved.

津ICP备16005673号-1 津公网安备 12019202000132号 技高德科技（天津）有限公司版权所有