CN102828200A - 水电解制氢的冷凝液回收系统及其回收方法 - Google Patents

水电解制氢的冷凝液回收系统及其回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种水电解制氢的冷凝液回收系统及其回收方法，也适合其它行业气体后处理冷凝液回收的类似过程。通过设置作为回收过渡的集液器并结合可控的补充压力系统和控制方式，能实现水电解制氢工艺流程中冷凝液由低压侧回流到高压侧的回收。应用本发明的技术方案，通过多次循环改变控制阀的通断状态，解决了气体处理流程中产生的低压侧冷凝液不能回流到高压侧的问题，实际应用效果理想。

Description

水电解制氢的冷凝液回收系统及其回收方法
技术领域
本发明涉及一种水电解制氢的工艺流程，特别涉及气体冷凝液的回收。
背景技术
水电解制氢系统电解槽产生的氢气和氧气，分别在分离器中完成气液分离，分离后的气体需经过洗涤、冷却、脱氧（氢）、干燥等过程，输出符合要求的产品气。气体在冷却和脱氧（氢）两个过程中都会产生冷凝液，将冷凝液全部回收到系统循环利用，不仅可以减少电解液的消耗，也实现了制氢和后处理过程的“零排放”。气液分离后的气体冷却产生的冷凝液回收过程较为简单，只需将气体冷却器安装在制氢系统内较高的位置，利用高度差和重力，冷凝液就可以回流到气液分离器。但在脱氧（氢）处理后，由于气体流经触媒填料和路径相对较长，与气液分离器之间产生压力降，即脱氧（氢）后的压力明显低于气液分离后的压力，这个过程产生的冷凝液处于低压侧，是不能顺利回流到系统的。一般情况下该过程产生的冷凝液直接排放，但如果这些冷凝液中含有必须回收的物质，就需要将冷凝液回收到制氢系统。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种水电解制氢的冷凝液回收系统及其回收方法。
本发明的上述第一个目的，水电解制氢的冷凝液回收系统，以气液分离器及脱氧/脱氢器为基础，其特征在于所述冷凝液回收系统包括气体冷凝器、集液器和控制阀，其中所述气体冷凝器设于相对脱氧/脱氢器的高位处，气体冷凝器一端连接脱氧/脱氢器，另一端通过冷凝液收集管与集液器顶部相连；所述集液器设于高度方向上气体冷凝器与气液分离器之间，集液器底部通过冷凝液回流管与气液分离器相连，且集液器侧部通过压力补偿管与气液分离器相连，其中所述冷凝液收集管、冷凝液回流管和压力补偿管上各设有一个控制阀。
进一步地，所述压力补偿管远离集液器的一端连至气液分离器与脱氧/脱氢器之间的气流通道之中。
本发明的上述第二个目的，水电解制氢的冷凝液回收方法，基于权利要求1所述的冷凝液回收系统，其特征在于包括步骤：S1：关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，打开冷凝液收集管上的控制阀，集液器收集气体冷凝器中的冷凝液；S2：在集液器所收集的冷凝液达到预设液位时，关闭冷凝液收集管上的控制阀，打开冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，向集液器补充压力；S3：待集液器与气液分离器等压力后，在重力作用下集液器中的冷凝液回流至气液分离器之中；集液器中的冷凝液排出后，关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，打开冷凝液收集管上的控制阀；循环步骤S1、S2、S3一次以上回收冷凝液。
本发明技术方案的实施应用，所具备的显著优点说明如下。
①本发明实现了低压侧的冷凝液向高压侧回流的目的，特别适合于需要回收全部冷凝液的制氢系统，也适用于其他行业类似过程。
②本发明流程简单，控制便捷，安装方便，材料耗用少，对水电解制氢系统制造成本影响很小。
③本发明在冷凝液回收过程中，不会影响气体质量指标。
④本发明所使用的容器、管道、阀门均为不锈钢，外表美观。
附图说明
图1是本发明水电解制氢的冷凝液回收系统架构示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
本发明创新提出了一种水电解制氢的冷凝液回收系统。如图1所示的系统架构示意图可见，其是以气液分离器7及脱氧/脱氢器10为基础构建实施的。冷凝液回收系统的完整架构除气液分离器7及脱氧/脱氢器10外，还包括气体冷凝器1、集液器4和若干控制阀，其中气体冷凝器1设于相对脱氧/脱氢器10的高位处，气体冷凝器1一端连接脱氧/脱氢器10，另一端通过冷凝液收集管2和F1控制阀3与集液器4顶部相连；而集液器4设于高度方向上气体冷凝器1与气液分离器7之间，集液器4底部通过冷凝液回流管6和F2控制阀5与气液分离器7相连，且集液器4侧部通过压力补偿管8和F3控制阀9与气液分离器7相连。特别地，该压力补偿管8远离集液器4的一端连至气液分离器7与脱氧/脱氢器10之间的气流通道之中。由此该系统在运行时，便可通过气液分离器和脱氧/脱氢器得到优质的气体产品，同时高效、足量地回收冷凝液，以利循环利用。
本发明提供的水电解制氢冷凝液回收工艺流程，是将水电解产生的氢、氧气经过脱氧/脱氢器10除去氧气后生成的冷凝液由低压侧回流到高压侧的回收工艺流程。
该流程步骤包括S1：关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的F2控制阀5和F3控制阀9，打开冷凝液收集管上的F1控制阀3，集液器收集气体冷凝器中的冷凝液；S2：在集液器所收集的冷凝液达到预设液位时，关闭冷凝液收集管上的F1控制阀3，打开冷凝液回流管和压力补偿管上的F2控制阀5和F3控制阀9，向集液器补充压力；S3：待集液器与气液分离器等压力后，在重力作用下集液器中的冷凝液回流至气液分离器之中，集液器中的冷凝液排出后，关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，打开冷凝液收集管上的控制阀；循环步骤S1、S2、S3一次以上回收冷凝液。冷凝液回收效率与循环次数成正比。
以上通过具体实例对本发明技术方案做进一步说明，给出的例子仅是应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的一种限制。

Claims (3)

1.水电解制氢的冷凝液回收系统，以气液分离器及脱氧/脱氢器为基础，其特征在于所述冷凝液回收系统包括气体冷凝器、集液器和控制阀，其中所述气体冷凝器设于相对脱氧/脱氢器的高位处，气体冷凝器一端连接脱氧/脱氢器，另一端通过冷凝液收集管与集液器顶部相连；所述集液器设于高度方向上气体冷凝器与气液分离器之间，集液器底部通过冷凝液回流管与气液分离器相连，且集液器侧部通过压力补偿管与气液分离器相连，其中所述冷凝液收集管、冷凝液回流管和压力补偿管上各设有一个控制阀。
2.根据权利要求1所述的水电解制氢的冷凝液回收系统，其特征在于：所述压力补偿管远离集液器的一端连至气液分离器与脱氧/脱氢器之间的气流通道之中。
3.水电解制氢的冷凝液回收方法，基于权利要求1所述的冷凝液回收系统，其特征在于包括步骤：
S1：关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，打开冷凝液收集管上的控制阀，集液器收集气体冷凝器中的冷凝液；
S2：在集液器所收集的冷凝液达到预设液位时，关闭冷凝液收集管上的控制阀，打开冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，向集液器补充压力；
S3：待集液器与气液分离器等压力后，在重力作用下集液器中的冷凝液回流至气液分离器之中；集液器中的冷凝液排出后，关闭冷凝液回流管和压力补偿管上的控制阀，打开冷凝液收集管上的控制阀；
循环步骤S1、S2、S3一次以上回收冷凝液。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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