一种制氢系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种制氢系统的控制方法。在该控制方法中，在制氢系统开机后且在流入电解槽的电解介质的电导率超出预设范围时，通过复用冷却设备使得流入电导率调节设备的电解介质的温度达到电导率调节设备的工作温度，并且还通过复用加热设备使得流入电解槽中的电解介质的温度达到电解工作温度，因此该控制方法可以使得制氢系统在不额外设置冷却器和加热器时，也可以使流入电导率调节设备的电解介质和流入电解槽的电解介质满足相应温度要求，从而该控制方法可以使制氢系统的整体成本降低；另外，执行系统可以为PEM电解制氢系统，因此本申请提供的制氢系统的控制方法也可以使PEM电解制氢系统的整体成本降低。制氢系统的整体成本降低。制氢系统的整体成本降低。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电解制氢
，特别是涉及一种制氢系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在PEM(ProtonExchangeMembrane，质子交换膜)电解制氢过程中，溶出的金属离子和管道附件中的金属离子会使电解槽中纯水的电导率提高，当电解槽中纯水的电导率超标时会严重影响PEM电解制氢的电解效率和电解槽的使用寿命，从而在电解过程中，需要适时降低电解槽中纯水的电导率。
[0003]通常情况下，可以在氧气分离器的出水口与电解槽的进水口之间，设置离子交换柱，来降低电解槽中纯水的电导率，目前，由于电解槽的进水口的温度达到75℃，电解槽的排气口的温度达到85摄氏度，而离子交换柱的工作温度不超过60℃，所以需要额外设置冷却器和加热器，以避免对离子交换柱的工作效率、电解槽中的电解反应造成影响；但是，额外设置冷却器和加热器会大大增加PEM电解制氢系统的整体成本。
[0004]因此，如何降低PEM电解制氢系统的整体成本，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种制氢系统及其控制方法，以降低PEM电解制氢系统的整体成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本申请一方面提供一种制氢系统的控制方法，所述制氢系统包括：电解槽、路径调节设备、电导率调节设备、冷却设备以及加热设备；所述控制方法，包括：
[0008]在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；
[0009]在所述制氢系统开机后，在流入所述电解槽的电解介质的电导率未超出预设范围时的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；
[0010]在所述制氢系统开机后，在流入所述电解槽的电解介质的电导率超出预设范围时，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽，并控制所述冷却设备将流入所述电导率调节设备的电解介质冷却到所述电导率调节设备的工作温度，以及，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质加热到电解工作温度。
[0011]可选的，若在所述制氢系统开机前，电解介质在流经所述加热设备后流入所述电解槽，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，包括：
[0012]在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备
将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度。
[0013]可选的，若在所述制氢系统开机前，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述加热设备、所述冷却设备后流入所述电解槽，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，包括：
[0014]在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，并控制所述冷却设备停止冷却。
[0015]可选的，所述加热设备的加热功率可调；
[0016]在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备以第一加热功率将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；
[0017]在控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽时，控制所述加热设备以第二加热功率将流入所述电解槽的电解介质加热到电解工作温度；
[0018]所述第一加热功率大于所述第二加热功率。
[0019]可选的，所述第一加热功率大于预设功率。
[0020]可选的，还包括：
[0021]在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，判断流入所述电解槽的电解介质的电导率是否超出所述预设范围；
[0022]若流入所述电解槽的电解介质的电导率未超出所述预设范围，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；
[0023]若流入所述电解槽的电解介质的电导率超出所述预设范围，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽，并控制所述冷却设备将流入所述电导率调节设备的电解介质冷却到所述电导率调节设备的工作温度，以及，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质加热到电解工作温度。
[0024]本申请另一方面提供一种制氢系统，包括：电解槽、氧气分离设备、氢气分离设备、路径调节设备、电导率调节设备、冷却设备、加热设备以及控制器；其中：
[0025]所述电解槽的氧气出口与所述氧气分离设备的入口相连，所述电解槽的氢气出口与所述氢气分离设备的入口相连；
[0026]所述路径调节设备、所述电导率调节设备、所述冷却设备以及所述加热设备均受控于所述控制器，所述控制器用于执行如本申请上一方面任一项所述的控制方法。
[0027]可选的，所述控制部分，包括：第一循环泵和六个阀门；其中：
[0028]所述氧气分离设备和/或所述氢气分离设备的电解介质出口依次通过所述第一循环泵、第一阀门与所述加热设备的入口相连，所述加热设备的出口通过第二阀门与所述冷却设备的入口相连，所述冷却设备的出口通过第三阀门与所述电解槽的入口相连；
[0029]所述氧气分离设备和/或所述氢气分离设备的电解介质出口还依次通过所述第一循环泵、第四阀门与所述冷却设备的入口相连，所述冷却设备的出口还通过第五阀门与所述电导率调节设备的入口相连，所述电导率调节设备的出口通过第六阀门与所述加热设备
的入口相连，所述加热设备的出口还通过第七阀门与所述电解槽的入口相连；
[0030]所述第一循环泵、全部阀门均受控于所述控制器。
[0031]可选的，所述路径调节设备，包括：第二循环泵和四个阀门；其中：
[0032]所述氧气分离设备和/或所述氢气分离设备的电解介质出口依次通过所述第二循环泵、第八阀门与所述加热设备的入口相连，所述加热设备的出口与所述电解槽的入口相连；
[0033]所述氧气分离设备和/或所述氢气分离设备的电解介质出口还依次通过所述第二循环泵、第九阀门与所述冷却设备的入口相连，所述冷却设备的出口通过第十阀门与所述电导率调节设备的入口相连，所述电导率调节设备的出口与所述加热设备的入口相连；
[0034]所述冷却设备的出口还通过第十一阀门与所述电解槽的入口相连；
[0035]所述第二循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢系统的控制方法，其特征在于，所述制氢系统包括：电解槽、路径调节设备、电导率调节设备、冷却设备以及加热设备；所述控制方法，包括：在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；在所述制氢系统开机后，在流入所述电解槽的电解介质的电导率未超出预设范围时的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；在所述制氢系统开机后，在流入所述电解槽的电解介质的电导率超出预设范围时，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽，并控制所述冷却设备将流入所述电导率调节设备的电解介质冷却到所述电导率调节设备的工作温度，以及，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质加热到电解工作温度。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若在所述制氢系统开机前，电解介质在流经所述加热设备后流入所述电解槽，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，包括：在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若在所述制氢系统开机前，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述加热设备、所述冷却设备后流入所述电解槽，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，包括：在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度，并控制所述冷却设备停止冷却。4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述加热设备的加热功率可调；在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述加热设备以第一加热功率将流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；在控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽时，控制所述加热设备以第二加热功率将流入所述电解槽的电解介质加热到电解工作温度；所述第一加热功率大于所述第二加热功率。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述第一加热功率大于预设功率。6.根据权利要求1至3任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，判断流入所述电解槽的电解介质的电导率是否超出所述预设范围；若流入所述电解槽的电解介质的电导率未超出所述预设范围，则在所述制氢系统开机前的电解介质流入所述电解槽的过程中，通过控制所述加热设备和/或所述冷却设备，使得流入所述电解槽的电解介质的温度达到电解工作温度；若流入所述电解槽的电解介质的电导率超出所述预设范围，则在所述制氢系统开机前
的电解介质流入所述电解槽的过程中，控制所述路径调节设备使电解介质在依次流经所述冷却设备、所述电导率调节设备、所述加热设备后流入所述电解槽，并控制所述冷却设备将流入所述电导率调节设备的电解介质冷却到...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明星，任九金，孟欣，邓成，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：