一种适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统和方法技术方案

技术编号:46588132 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:23
本发明专利技术公开了一种适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统和方法,该系统包括:电解槽(1);氧气分离器(2)、氧气冷却器(4)、氧气捕滴器(6)、脱氢器(8)、氧气循环压缩机(10)、氧气分离器(2)依次连接构成循环;氢气分离器(3)、氢气冷却器(5)、氢气捕滴器(7)、脱氧器(9)、氢气循环压缩机(11)、氢气分离器(3)依次连接构成循环,还包括碱液处理设备。本发明专利技术提供的方案中可以将电解槽产生的氧气经过脱氢处理后返回氧气分离器,将电解槽产生的氢气经过脱氧处理后返回氢气分离器,从而降低氧中氢和氢中氧的比例,避免系统在高压和低负荷运行时,氧中氢或氢中氧的比例超标,从而造成系统联锁停车无法运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解制氢,特别是关于一种适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统和方法


技术介绍

1、目前工业化制氢方法有多钟,包括天然气蒸汽重整制氢、甲醇重整制氢、水煤气制氢和水电解制氢,其中水电解制氢的原料水取之不尽且经过能源使用后的反应产物又是水,同时电解水的电能可利用风能、太阳能和核能这些环境友好型能源,因此水电解制氢具有良好的社会性和经济性。

2、众所周知,以光伏和风力发电为代表的新能源电力具有波动性强、波动范围大、频繁启停等特点,同时下游以化工合成为代表的用氢行业则具有用氢压力高(>5.5mpa)等特点,碱性电解制氢系统具有价格便宜、处理规模大等优点.

3、但是,目前碱性电解制氢系统具有操作弹性小、冷启动时间长、运行压力低(≤1.6mpa)等缺点。造成碱性电解制氢这些缺点的重要原因是碱性电解槽的隔膜抗氢氧渗透性能较差,在运行和停车循环时会有少部分氢气和氧气渗透,从而造成低负荷或高压运行时系统氢中氧和氧中氢超标导致联锁停车。同时,在停车过程中也会造成氢中氧和氧中氢含量超标,进而不得不采用氮气置换,造成启动时间长,大量氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,所述碱液处理设备包括碱液循环泵(13)以及碱液冷却器(12),碱液循环泵(13)接收氧气分离器(2)和氢气分离器(3)分离后得到碱液,碱液通过碱液冷却器(12)进行冷却后返回到电解槽(1)。

3.根据权利要求1所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,还包括氧中氢含量检测器,用于检测氧气捕滴器(6)处理后的氧气中氢气含量,根据检测结果调整向所述氧气排出管道传输的氧气与向脱氢器(8)传输的氧气的比例。

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【技术特征摘要】

1.一种适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,所述碱液处理设备包括碱液循环泵(13)以及碱液冷却器(12),碱液循环泵(13)接收氧气分离器(2)和氢气分离器(3)分离后得到碱液,碱液通过碱液冷却器(12)进行冷却后返回到电解槽(1)。

3.根据权利要求1所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,还包括氧中氢含量检测器,用于检测氧气捕滴器(6)处理后的氧气中氢气含量,根据检测结果调整向所述氧气排出管道传输的氧气与向脱氢器(8)传输的氧气的比例。

4.根据权利要求1或3所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,还包括氧气循环压缩机(10)与氧气分离器(2)之间设置的循环氧气调节阀(v3)、和/或所述氧气排出管道上设置的氧气出口调节阀(v1),循环氧气调节阀(v3)和/或氧气出口调节阀(v1)用于调节排出的氧气和向氧气分离器(2)返回的氧气的比例。

5.根据权利要求3所述的适应高压低负荷和频繁启停的电解制氢系统,其特征在于,所述氧中氢含量检测器的输入端连接氧气捕滴器(6),所述氧中氢含量检测器的第一输出端设置第一阀门并连接所述氧气排出管道,所述氧中氢含量检测器的第二输出端设置第二阀门并连接脱氢器(8),所述氧中氢含量检测器用于根据氧中氢含量检测结果调...

【专利技术属性】
技术研发人员:林东杰姜从斌孙庆君殷雨田刘金锋辛婧韩金昌甘晓雁
申请(专利权)人:航天长征化学工程股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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