【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解制氢的，具体而言，尤其涉及一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统及方法。
技术介绍
1、氢气是一种零碳排放的新能源，被认为是应对环境和能源问题的理想燃料。通过绿电进行电解水制氢能够实现零碳排放的制氢目标。阴离子交换膜电解水技术结合了传统碱性电解水与质子交换膜(pem)电解水的优点，在碱性体系避免了贵金属的大量使用，设备成本相比pem电解水大幅降低，是非常具有发展前景的氢气制备技术。
2、随着当下风力发电的大规模发展，随机性和波动性已不再是限制其并网的主要问题，滞后的电网建设已无法满足迅速扩张的风电发展，为了促进新能源的消纳和能源结构的优化调整，发展配套储能设施有利于实现风资源的高效利用。而海上风电制氢因其可利用的风资源巨大，不占用土地，海水资源丰富等优点，使其成为当下开发氢能的最佳选择。
3、所以，如何基于海水研发出一种阴离子交换膜电解水制氢系统及方法，不仅可利用海上风电制备氢气，还可制备淡水满足阴离子交换膜电解水制氢的原料淡水需求，有助于满足分布式海上风电制氢场景的应用需求，也可提高海上风电的利用效率，具有重大的战略意义。
技术实现思路
1、根据上述
技术介绍
中提到的技术问题，而提供一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统及方法。本专利技术提供一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统及方法，可利用须冷却的热弱碱液对循环淡水加热，进而对热淡水进行闪蒸，产生的蒸汽作为热源对海水淡化单元的海水进行加热，海水在负压环境下进行低温淡化，制备的淡水可
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，包括：
4、阴离子交换膜电解槽单元，氢重力式分离单元，氢纯化单元，氧重力式分离单元，氧气液分离单元，弱碱液循环单元，换热单元，闪蒸单元，海水淡化单元，真空泵单元，海水过滤驳运单元，淡水存储供给单元；
5、海上绿电驱动所述阴离子交换膜电解槽单元分解淡水成氢气和氧气；氢气和弱碱液经过所述氢重力式分离单元实现气液分离；氧气和弱碱液经过氧重力式分离单元实现气液分离；所述氢重力式分离单元和所述氧重力式分离单元的热碱液经过所述换热单元中的淡水冷却后由所述弱碱液循环单元提供循环动力至所述阴离子交换膜电解槽单元；所述换热单元中的淡水经热弱碱液加热后进入所述闪蒸单元，产生的水蒸气进入所述海水淡化单元作为加热海水的热源；加热后海水在真空环境下进行蒸馏淡化，海水由海水过滤驳运单元提供，产生的淡水存储在海水存储供给单元；所述闪蒸单元和所述换热单元进行淡水循环；
6、氢气和少量水分进入氢纯化单元通过脱氧、干燥实现氢气的高纯度低露点，进而供给至用户。
7、进一步地，本专利技术还包括一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢方法，包括以下步骤：
8、步骤1：海上绿电驱动所述阴离子交换膜电解槽单元分解淡水成氢气和氧气；
9、步骤2：氢气和弱碱液经过所述氢重力式分离单元实现气液分离；氧气和弱碱液经过氧重力式分离单元实现气液分离；
10、步骤3：所述氢重力式分离单元和所述氧重力式分离单元的热碱液经过所述换热单元中的淡水冷却后由所述弱碱液循环单元提供循环动力至所述阴离子交换膜电解槽单元；
11、步骤4：所述换热单元中的淡水经热弱碱液加热后进入所述闪蒸单元，产生的水蒸气进入所述海水淡化单元作为加热海水的热源；
12、步骤5：加热后海水在真空环境下进行蒸馏淡化，海水由海水过滤驳运单元提供，产生的淡水存储在海水存储供给单元；
13、步骤6：所述闪蒸单元和所述换热单元进行淡水循环；
14、步骤7：氢气和少量水分进入氢纯化单元通过脱氧、干燥实现氢气的高纯度低露点，进而供给至用户。
15、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
16、本专利技术可进行闪蒸单元和换热单元之间的淡水循环，实现淡水的重复性利用，并可利用须冷却的热弱碱液对循环淡水加热，进而对热淡水进行闪蒸，产生的蒸汽作为热源对海水淡化单元的海水进行加热，海水在负压环境下进行低温淡化，制备的淡水可作为阴离子交换膜电解槽单元的原料淡水。因此，本专利技术不仅可提高热能利用率，增加造水比，还可适用于分布式海上风电制氢场景，有利于推动海上风电制氢的快速发展。
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1.一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具有氢洗涤单元(4)；气液分离后的氢气进入氢洗涤单元(4)去除碱液。
3.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具氧洗涤单元(7)；气液分离后的氧气进入氧洗涤单元(7)去除碱液。
4.根据权利要求2所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氢洗涤单元(4)中的碱液可回流至所述氢重力式分离单元(3)；同时通过所述氢洗涤单元(4)对阴离子交换膜电解槽单元(2)进行原料淡水补充。
5.根据权利要求3所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氧洗涤单元(7)中的碱液可回流至所述氧重力式分离单元(6)；同时通过所述氧洗涤单元(7)对阴离子交换膜电解槽单元(2)进行原料淡水补充。
6.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具有氧气液分离单元(8)；
7.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具有真空泵单元(13)；所述真空泵单元(13)维持所述闪蒸单元(11)和海水淡化单元(12)的真空度。
8.一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具有氢洗涤单元(4)；气液分离后的氢气进入氢洗涤单元(4)去除碱液。
3.根据权利要求1所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述系统还具氧洗涤单元(7)；气液分离后的氧气进入氧洗涤单元(7)去除碱液。
4.根据权利要求2所述的一种基于海水的阴离子交换膜电解水制氢系统，其特征在于，所述氢洗涤单元(4)中的碱液可回流至所述氢重力式分离单元(3)；同时通过所述氢洗涤单元(4)对阴离子交换膜电解槽单元(2)进行原料淡水补充。
5.根据权利要求3所述的一种基于海水的...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓德会，朱培鑫，刘艳廷，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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