一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法和装置，所述方法包括如下步骤：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法和装置


[0001]本专利技术属于碱性电解水制氢
，特别涉及一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法和装置
。

技术介绍

[0002]电解水制氢是实现清洁电力消纳和绿氢制备的主要技术之一
。
碱性电解水制氢因其技术成熟度高
、
价格优势显著受到广泛关注与应用，该技术电解过程中，存储于碱液箱中碱液通过碱液泵注入电解槽，在电解槽中发生氧化还原反应生成氢气和氧气，通过位于电解槽两端的氢气气路和氧气气路导出，分别进入氢气分离器和氧气分离器进行气体分离
。
经氢气分离器分离后的氢气进入氢气纯化装置，碱液回流至碱液箱中用于下一个循环
。
经氧气分离器分离后的氧气进入氧气纯化装置，碱液回流至碱液箱中用于下一个循环
。
电解水过程中，碱液起到了增加电导的作用，理论上是不消耗的
。
实际上，随着氢气和氧气带出的水分，总含有微量的碱液
。
设备在长时间运行后，碱液的浓度下降，导致电耗上升，设备无法在额定状态下运行，这时应补充碱液
。
[0003]碱性电解水制氢过程中，一般碱液的比重为
1.28(30
％ KOH
溶液
)
，当下降至
1.22
时，须补碱，一般情况下
15
天测试比重，以确定是否补碱
。
这种频繁测试碱液比重
、
补充碱液的方式增加了电解制氢运维的难度和工作量，当运维人员因某些特殊原因未及时进行碱液比重测试和补碱将会对制氢生产过程产生重要影响
。
同时，在一个补碱周期内，碱液比重由
1.28
逐步下降至
1.22
，制氢的电耗也呈周期性的变化，对制氢系统的整体电耗产生影响，进而对制氢工厂的运行经济性产生影响
。
如能对电解水过程中损失的碱液进行实时自动的补充就可以解决上述问题，然而目前还没有针对碱性电解水制氢过程中的碱液损失，自动进行补碱的方案
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法和装置，以实现对电解水过程中损失的碱液进行实时自动的补充，降低电解制氢运维的难度和工作量，消除因碱损失造成的制氢的电耗变化
。
本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，包括如下步骤：
[0006]步骤
1)
根据制氢电解槽碱液循环系统的运行数据，获取制氢电解槽碱液循环系统在不同的碱液循环速度下的碱损失速度；
[0007]步骤
2)
获取制氢电解槽碱液循环系统的实时碱液循环速度；
[0008]步骤
3)
根据制氢电解槽碱液循环系统在不同的碱液循环速度下的碱损失速度和实时碱液循环速度得到制氢电解槽碱液循环系统的实时碱损失速度；
[0009]步骤
4)
根据实时碱损失速度向制氢电解槽碱液循环系统中实时加入补碱液
。
[0010]可选的，所述补碱液的浓度为：所述补碱液为：质量分数为
30
％～
35
％的
KOH
溶液
。
在
30℃
下，
30
％ KOH
溶液的比重为
1.28
，
35
％ KOH
溶液的比重为
1.33。
[0011]可选的，获取制氢电解槽碱液循环系统的实时碱液循环流量的方法为：获取制氢电解槽碱液循环系统中加入制氢电解槽的实时碱液流量
。
[0012]可选的，所述不同的碱液循环速度下的碱损失速度全部在制氢电解槽碱液循环系统运行过程中实际测量得到
。
[0013]可选的，所述不同的碱液循环速度下的碱损失速度通过实际测量部分的碱损失速度数据后建立数学模型，通过数学模型拟合计算得到不同碱液循环速度下的碱损失速度
。
[0014]可选的，所述实际测量的方式为，将制氢电解槽碱液循环系统在一碱液循环速度下稳定运行一段时间，测定运行前后的碱液比重，通过比重变化量计算该速度下的碱损失速度
。
[0015]基于上述方法，本专利技术还提出了一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱装置，包括：
[0016]补碱液箱，用于存储补碱液；
[0017]补碱液泵，用于将补碱液箱中的补碱液加入到制氢电解槽碱液循环系统中；
[0018]流量采集器，用于获取制氢电解槽碱液循环系统的实时碱液循环速度；
[0019]数据处理器，数据处理器存储有不同的碱液循环速度下对应的碱损失速度数据；数据处理器根据流量采集器获取的实时碱液循环速度计算并控制补碱液泵向制氢电解槽碱液循环系统中加入补碱液的流量
。
[0020]可选的，所述制氢电解槽碱液循环系统中包括碱液箱，碱液箱依次通过碱液循环泵
、
碱液流量计与制氢电解槽连接；所述流量采集器安装在碱液流量计上
。
[0021]可选的，所述制氢电解槽碱液循环系统中包括补碱缓冲箱，补碱缓冲箱与补碱液泵以及制氢电解槽碱液循环系统中的氢气分离器
、
氧气分离器
、
碱液箱连接；
[0022]补碱液泵将补碱液加入到补碱缓冲箱中，补碱液与氢气分离器和氧气分离器的回流碱液在补碱缓冲箱混合后进入碱液箱
。
[0023]可选的，所述补碱液泵与补碱缓冲箱之间设有补碱液流量计
。
[0024]可选的，所述补碱缓冲箱内设有搅拌装置
。
[0025]可选的，所述搅拌装置为磁力搅拌器
。
[0026]可选的，所述补碱液泵上设有补碱控制器，数据处理器通过补碱控制器控制补碱液泵向制氢电解槽碱液循环系统中加入补碱液的流量
。
[0027]可选的，补碱控制器为
PLC
控制器或
DCS
控制器
。
[0028]可选的，数据处理器为
PC
电脑
。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0030]本专利技术可以实现对碱性电解水制氢过程中损失的碱液进行实时自动的补充，有效解决了制氢过程中需要定期进行碱液比重测试和补碱的问题，降低了运维难度和运维人员的工作量；并且解决了传统补碱过程中存在的电耗周期性变化问题，维持了制氢电耗的相对稳定，有效提高制氢工厂的运行经济性
。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有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
附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
1)
根据制氢电解槽碱液循环系统的运行数据，获取制氢电解槽碱液循环系统在不同的碱液循环速度下的碱损失速度；步骤
2)
获取制氢电解槽碱液循环系统的实时碱液循环速度；步骤
3)
根据制氢电解槽碱液循环系统在不同的碱液循环速度下的碱损失速度和实时碱液循环速度得到制氢电解槽碱液循环系统的实时碱损失速度；步骤
4)
根据实时碱损失速度向制氢电解槽碱液循环系统中实时加入补碱液
。2.
根据权利要求1所述的制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，获取制氢电解槽碱液循环系统的实时碱液循环流量的方法为：获取制氢电解槽碱液循环系统中加入制氢电解槽的实时碱液流量
。3.
根据权利要求1所述的制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，所述不同的碱液循环速度下的碱损失速度全部在制氢电解槽碱液循环系统运行过程中实际测量得到
。4.
根据权利要求1所述的制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，所述不同的碱液循环速度下的碱损失速度通过实际测量部分的碱损失速度数据后建立数学模型，通过数学模型拟合计算得到不同碱液循环速度下的碱损失速度
。5.
根据权利要求3或4所述的制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，所述实际测量的方式为，将制氢电解槽碱液循环系统在一碱液循环速度下稳定运行一段时间，测定运行前后的碱液比重，通过比重变化量计算该速度下的碱损失速度
。6.
根据权利要求1所述的制氢电解槽碱液循环系统自动补碱方法，其特征在于，所述补碱液为：质量分数为
30
％～
35
％的
KOH
溶液
。7.
一种制氢电解槽碱液循环系统自动补碱装置，其特征在于，包括：补碱液箱，用于存储补碱液；补碱液泵，用于将补碱液箱中的补碱液加入到制氢电解槽碱液循环系统中；流量采集器，用于获取制氢电解槽碱液循环系统的实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，高学强，赵汪，刘峻，杨阳，沈稼轩，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：