CN112292483A - 通过电解提供至少一种产品流的方法和装置以及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助于电解器(13)通过电解提供至少一种产物流、特别是氢气的方法，电解器具有多个电解槽(16.1)，所述多个电解槽组合形成至少一个框架(16)。电解液从槽排出并被分成两相，并且电解液在泵系统(17)的上游被收集。根据本发明提出，至少移除(F1)和收集(F3)的功能在多功能收集容器(15)中或者在一体的方法步骤中一起一体地执行、特别地借助于联接至槽的至少一个填充液位可调节的多功能收集容器来执行。这扩展了功能并且还提供了有利的结构设计。本发明还涉及相对应的电解装置和相对应的多功能收集容器。

Description

通过电解提供至少一种产品流的方法和装置以及用途

技术领域

本发明涉及用于借助于电解器通过电解来提供至少一种产物流、特别是氢气的装置和方法。此外，本发明不仅涉及至少一个多功能收集容器在电解装置中的用途，而且还涉及由该多功能收集容器可以执行的方法步骤。特别地，本发明涉及根据各个独立权利要求的前序部分或从属权利要求的装置和方法。

背景技术

电解设备常规上包括电解器、组合的电解液系统和气体系统。电解器包括多个电化学槽，所述多个电化学槽组合在一个或更多个框架结构中。在各个框架结构中，这些槽悬置在框架结构的框架中、例如以悬挂文件夹的方式悬置在框架结构的框架中，使得槽可以被向上移出以进行维护或维修(建筑物室的建造高度是槽的高度的至少两倍大)。例如，提供了大约三个框架结构至五个框架结构，这些框架结构中的每个框架结构可以被单独供给或者被一起供给。

来自所有槽或来自所有框架结构的电解液的出流优选地在单个收集管线(所谓的集管)中被组合。为此，优选地在电解器的紧邻区域(常规上在电解器的下方或侧面)中在每个电极侧部(阳极和阴极)上提供一条、但可选地多条(自由液位式)出流管线(所谓的出流集管)。在那里，在用于获得气体的电解期间产生的两相混合物(在水电解的情况下，特别地分别是阳极液和氧气，或者阴极液和氢气)被从槽中收集并被分离。在这种情况下，术语“集管”通常可以理解为外部收集管线；与槽内部使用的歧管(收集管线)相反，集管设置在槽外部。集管可以组合来自多个槽(例如，260个槽)、特别地一个或更多个框架结构或甚至整个设备的所有槽的出流。气相被向上排出，而液相或电解液(阳极液和阴极液)被分别向下输送到所谓的阳极液容器或阴极液容器中，以收集电解液。因此，这些容器被用作从槽输送出来的电解液的排空容器，并且这些容器被用作一种用于产生电解液回路的泵系统的缓冲器。

应提到的是，电解液设备可以可选地以组合操作(特别地为“交叉操作”)模式操作，在这种情况下，阳极液侧部和阴极液侧部可以组合地一起操作。可选地，操作模式也可以是单独的操作模式(特别是“并行操作”)，每个侧部独立地并且与另一侧部分开地操作。

为了确保来自槽的自由出流，电解器和出流管线必须安装在阳极液容器和阴极液容器上方。这意味着电解设备的最小要求建造高度——根据安装地点——在许多情况下必须超过最大允许或最大期望的建造高度，这会导致大量的建造成本和设备成本。因此，长期以来一直存在对尽可能紧凑且具有良好功能的电解设备的关注。

例如，在以下公开中描述了先前已知的电解装置和电解方法：US 6,338,786 B1、US 8,137,513 B2、EP 2 905 359 A1。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解设备(装置)、特别是用于通过水电解电化学生产氢气的电解设备(装置)以及具有引述中所描述的特征的方法，使得因此所需的电解或设备技术可以被进一步优化、特别是在成本效益和节省空间的配置方面和/或在操作可靠性方面被进一步优化。该目的通常也可以被认为是提供一种具有吸引力的用于电解的总体方法和设备构思，该总体方法和设备构思优选地还与尽可能多的先前使用的电解工艺类型相兼容。

根据本发明，该目的通过一种电解装置来实现，该电解装置适于提供至少一种产物流、特别地通过水电解提供所述至少一种产物流，所述至少一种产物流特别地为氢气，特别地，该电解装置适于根据以下更详细地描述的方法提供所述产物流，该电解装置具有：电解器，该电解器包括多个电解槽，所述多个电解槽组合以形成至少一个框架结构，所述电解器用于通过电解提供电解液或两相混合物，电解器具有阳极液侧部和阴极液侧部；其中，电解装置适于将电解液(或两相混合物)从槽排出(第一功能)并且用于将电解液(或两相混合物)相分离成两相(进一步地，特别地为第二功能)，特别地分别在电解器的相应的侧部将电解液(或两相混合物)相分离成两相，并且其中，电解装置还适于在用于电解装置的泵系统、特别是适于使电解液流通的泵系统的上游收集或临时存贮电解液(进一步地，特别地为第三功能)；其中，电解装置包括联接至槽或可以联接至槽的至少一个多功能收集容器，并且因此该电解装置适于一体地提供结合到多功能收集容器中的至少两个功能、即借助于多功能收集容器、特别地借助于位于电解器的相应的侧部处的多功能收集容器分别进行排出(第一功能)以及收集或临时存贮(进一步地，特别地为第三功能)。以此方式，就电解装置以及与电解装置联接的部件而言，可以实现各种装置优点。此外，获得了工艺优点和变化可能性。例如，可以完全避免从阳极液容器或阴极液容器中抽出气体。在这种情况下，可以适配并布置有多功能收集容器、或者互连有多功能收集容器或者设置有呈管道形式的多功能收集容器，以用于缓冲式泵供应。

已经发现，根据本发明的布置结构不限于“单槽”设计，而是还可以应用于电解装置的其他常规设计构思。例如对水电解也没有任何限制，这是由于根据本发明的布置结构在任何其他物质的电解中也提供了本文中所描述的优点。

根据本发明，可以通过功能一体化来分解由各个功能决定的结构或设计构思，特别地还具有如下优点：设备可以被更灵活地配置或设计并且可以被优化，例如就建造高度而言。特别地，可以提及根据本发明的布置结构的下述优点：降低了在设备、管道、钢结构建造方面的成本；减小了设备尺寸；减小了建造高度；缩短了建造时间；降低了就淹没多功能收集容器而言的风险；提高了操作可靠性；减少了就仪器和过程管理而言的支出。例如，可以节省数米的建造高度，另外对于容纳该装置的建筑物室而言也是如此。通过避免单独的收集容器，建造高度可以显著减小，甚至在多功能收集容器的体积相对较大并且多功能收集容器布置在槽下方的情况下亦是如此。

特别地，多功能收集容器也可以被称为具有一体化功能范围的多功能出流集管MFH。该多功能收集容器特别地也可以被称为自由液位式收集容器、特别是自由液位式流体收集容器。迄今，在这种情况下，术语“自由液位”常规上是指未被完全填充、例如仅被填充一半的管线。迄今常规上构造为自由液位式管线的出流集管具有用于电解液的多个供给部(对应于多个电解槽的出流)以及用于液相的至少一个出口和用于气相的一个出口。在这种情况下，术语“自由液位”可以理解为指示能够与液相分离地从管线抽出气相的方法选项。尽管根据本发明的MFH的特征在于根据本发明的结合到根据本发明的设备构思中的一体化以及根据本发明的用于多个功能(特别地多达六个功能)的设计，但是根据本发明的MFH不必具有与先前已知的容器不同的构造。

在这种情况下，电解器优选地被理解为适于进行电解的装置。在下文中，电解液优选地被理解为在电解装置中的任意方法瞬间和处于任意相组成的任何类型的流体，无论是在从槽排出的(方法)瞬间还是在通过泵系统使再循环的(方法)瞬间。通过定义，术语“电解液”还涵盖由阳极液/阴极液和气体构成的两相混合物，并且在构思上还包括气相。根据本定义，术语“电解液”因此特别地涵盖在电解期间产生的任何类型的流体或两相混合物，并且特别地涵盖泡沫。

在这种情况下，槽优选地被理解为电解器的单元，在该单元中可以进行电解、特别地独立于其他相邻槽进行电解。多个槽可以组合形成例如100个槽的框架结构。

在这种情况下，泵系统优选地应理解为适于使电解液流通的系统，无论是就阳极液而言和/或就阴极液而言。

在这种情况下，“一体的”优选地应理解为多个功能和/或多个设备部件和/或多个方法步骤的一体化或合并。

下面将通过示例的方式描述水电解，特别地参照阳极侧部(阳极液或氧气)来描述水电解。该描述类似地适用于阴极侧部(阴极液或氢气)。

根据现有技术，阳极液出流集管(出流管线)的功能与阳极液容器的功能是分开的。在这种情况下，相应的阳极液出流集管用于组合来自电解器的各个部件(特别是槽)的阳极液两相混合物(特别地包含氧气)。另一方面，阳极液容器用于缓冲式泵供应或阳极液的临时存贮。

根据本发明，经典的阳极液出流集管的功能和经典的阳极液容器的功能通过这些设备项的技术装置和方法组合被组合在一起，以形成共同的一体式阳极液集管箱(多功能收集容器、或多功能出流集管MFH)。根据本发明，迄今为止常规的根据现有技术的阳极液容器可以被替换；单独的阳极液容器可能是不必要的。根据本发明，迄今为止常规的阳极液出流集管的体积可以增加。来自所有槽的阳极液和氧气的两相混合物可以被收集在由此提供的多功能集管箱(MFH)中。另外，用于阳极液回路的中间存贮的功能和缓冲式泵供应的功能可选地也可以借助于MFH来提供。在这种情况下，用于MFH的填充液位和操作体积也可以选择或调整为大到足以可以通过相对应的低流速来确保充分完全的相分离(气相和液相)，并且足够大的体积还可以被设置成用于缓冲式泵供应。此外，在这种情况下，MFH的总体积还可以可选地选择为大到足以使得电解器的相应的框架结构的各个部件或槽可以完全排空到MFH中(排放功能)。

由于根据本发明的多功能收集容器MFH，可以进一步减少所需的设备部件的数目，并且因此也可以节省成本。在这种情况下，总建造高度可以例如减少约三米至四米。以此方式，还可以有利地确保对槽区域的总建造高度的直接影响(或对机械室、储藏室的高度的间接影响)。这也可以进一步节省成本，特别是在钢结构建造和管道建造方面。

多功能收集容器MFH在这种情况下优选地被理解为下述容器：与管线相比，该容器与要被收集的流体的最小停留时间相适应，该最小停留时间的下限阈值特别地通过至少暂时不动的流体(静态布置的流体)(箱功能)来限定，并且最小停留时间特别地能够通过收集容器的体积来限定。MFH适于通过在最小停留时间期间减小流体的流量、特别地减小至流量零(0)来收集流体。

为了一体的多功能性，MFH可以设置有相对大的体积。与此相反，迄今为止，对于出流集管的单独功能而言，大体积是不合适的。同样，迄今为止还不可能设想功能一体化，特别是在氯碱混合物的情况下，因为为此必须容许减少阳极液容器的缓冲体积。

已经发现，可以结合有效且具吸引力的方法和设备构思来实现功能一体化，特别是对于水电解实现功能一体化。在水电解的情况下可以真正地使用术语“循环处理”。特别是与氯碱混合物的生产过程相比，发生了相对较小的填充液位变化。已经发现，特别是在水电解的情况下，从相应的阳极液或阴极液集管箱(MFH)输送的所有电解液(流体)也可以全部再循环回到相对应的集管箱中。

通过可以将MFH选择性地联接至特定数目的槽或框架结构(例如，将一个阳极液MFH用于各自具有100个槽的两个框架结构)，可以使用术语“电解装置的模块化结构”，在这种情况下，MFH可以确保跨模块功能一体化。在这种情况下，MFH可以特别地根据要联接的槽、例如依赖于体积来设计，并且例如考虑到MFH中的填充液位的优选范围来设计。

根据本发明，已经发现，通过将功能结合到MFH中以及对MFH进行适当的设计，可以特别地借助于单个方法部件一起一体地提供或者确保下述功能(多功能方法阶段)，在这种情况下，各个功能涉及多个槽、特别地涉及至少一个框架结构的所有槽，这些功能包括：将电解液从槽排出(第一功能)；相分离(第二功能)；收集(第三功能)；对电解液进行缓冲、特别地还就由于相变或起泡引起的体积变化而言对电解液进行缓冲(第四功能)；使电解液可用于泵回路或设备内部流通或者为泵回路或设备内部流通提供电解液(第五功能)；排空(排放)多个槽，以特别地用于维护或更换的目的(第六功能)。功能在此处所选择的顺序并不重要；由于所有功能都是一体地执行的，因而此顺序与过程层次结构或方法步骤的序列均无关。

根据该设备构思，MFH可以是不遵循压力容器规定的容器。换句话说：电解设备可以可选地在至多数百毫巴[mbar]的范围内的压力下操作，使得不需要将MFH设计为压力容器。

根据本发明，所有功能、特别是至少排出、收集、缓冲、相分离的功能可以完全结合到MFH中，而不必为这些功能提供其他容器或设备部件。根据该设备构思，缓冲式泵供应的功能和排放的功能也可以完全由MFH一体地提供。在后一构型中，特别地可以省去单独的收集/排空箱。迄今为止，迄今常规上提供的单独的收集/排空箱很少使用，每年至多使用数次，并且占用相对大量的空间/位置，并且此外还需要大量的额外费用。

根据一个示例性实施方式，电解装置还适于还借助于MFH、特别地在相应的侧部处一体地提供结合到MFH中的相分离功能(进一步地，特别地为第二功能)。以此方式，也可以实现方法的灵活性。

根据本发明，MFH还适于一体地提供在能够预先限定的最小停留时间期间对电解液进行缓冲的功能(特别地还就由于相变或起泡引起的体积变化而言)以及以能够预先限定的最小体积或最小填充液位临时存贮电解液以便使最小体积可用于缓冲式泵供应的功能。这也允许简化的设计结构和合适的方法互连。

根据一个示例性实施方式，电解装置还适于还一体地提供借助于MFH排空(排放)槽以特别地用于维护目的的功能，该功能被结合到MFH中。以此方式，可以节省空间需求和设备支出。

根据一个示例性实施方式，MFH能够联接至泵系统或者MFH联接至泵系统。这也允许合适的方法互连。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH布置在电解器下方、特别地分别在相应的侧部处布置在电解器下方。除了技术设备优势外，这还提供了紧凑的结构。由此可以促进电解液的重力驱动排出或输送。电解液的排出和输送可以以“自由运行方式”进行。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH相对于电解器至少大致居中地布置。这也允许紧凑的布置。在这种情况下，特别是两个MFH的居中、特别地略微偏移的布置在节省建造空间和配件方面也提供优势。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH布置在与阳极液容器或阴极液容器的常规高度位置无关的高度位置处、特别地分别在相应的侧部处布置在这一高度处。功能一体化允许将其他部件断开联接。不再需要单独的收集容器，并且因此MFH也不必布置得比阳极液容器或阴极液容器或排放箱更高。这也导致更大的设计自由度。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH相对于槽布置在较低的高度位置处、特别地在相应的侧部处布置在较低的高度位置处。至少就某些功能而言，这也提供了纯重力驱动式流动。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH在其后侧部通过管道连接至系统的其他设备部件。这也允许对于该设备在技术上是有益的、特别地在MFH的相对定向或定位方面是有益的一体化。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH的体积为电解半槽的总体积的至少15％，特别是相对于与MFH联接的总体积在10立方米至60立方米[m³]的范围内的所有(半)槽的槽体积或框架结构体积而言更是如此。根据一个示例性实施方式，MFH相对于与MFH联接的(半)槽的体积而言体积百分比在30％至150％的范围内。这分别提供了技术过程的灵活性并且可以扩展功能。它还提供了良好的缓冲能力。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH的长/宽比在10至75的范围内。此外，这不仅具有设计优势，而且还促进了功能一体化。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH具有筒形几何形状或用于为电解液提供至少部分筒形缓冲体积的几何形状。除了技术设备优势(特别是建造空间)之外，这还允许在材料运输方面进行优化并允许对部件相对于彼此的相对布置进行优化。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH的直径在450mm至1000mm的范围内、特别地在500mm至800mm的范围内。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH具有在800mm至1000mm范围内的最大直径，特别地具有筒形横截面几何形状。这也相应地允许有利的技术设备一体化。根据本发明的MFH的相对较大的直径也允许长的停留时间，使得可以促进相分离(相分离的全面功能一体化)。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH具有根据槽的数目限定的长度，该长度特别地对于150个槽而言在10m至15m(米)的范围内，或者对于达300个槽而言在20m至30m(米)的范围内。根据槽的数目限定长度允许合适地进行设计和功能一体化，并且还可以为电解液提供相当大的自由路径长度，这提供了工艺优势。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH具有至少100mm的电解液填充液位，特别是相对于在10m³至60m³(立方米)的范围内的槽或框架结构体积而言。这也可以确保高的技术方法灵活性、特别是就多个功能的时间重叠而言或就填充液位变化而言。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH被适配或设计成用于流速达最大0.2m/s的电解液。这也允许特别全面的功能一体化。

在这种情况下，MFH的长度也可以根据单个元件的数目来调整或选择。已经发现，就仪器和配件而言，大约2m的附加长度可能是有利的。取决于应用的合适的长度可以从较大范围选择、例如在5m至30m之间。

根据一种示例性实施方式，MFH包括至少一个一体式测量传感器单元，特别地包括用于电解液的至少一个填充液位传感器和/或至少一个温度传感器。以此方式，可以更容易地调节各个过程。根据过程阶段，对MFH的监测可能会以直接的方式提供重要信息。

填充液位监测及调节与尽可能大的体积相结合提供了以简单且操作可靠的方式将MFH用于缓冲式泵供应的可能性。此外，可以提供氮气引入和安全仪器(所谓的XV和液位开关)。已经发现，通过使用填充液位调节，可以以直接的方式进行全面的功能一体化。与此相比，迄今尚未在常规使用的出流管线(仅不受调节的自由出流)中进行填充液位调节。

根据一个示例性实施方式，MFH在要被接纳的电解液或为电解液提供的缓冲体积的区域中包括至少一个静态流路障碍物、特别是屏障。以此方式，可以影响流路或流速。例如，在MFH的下半部分中布置有板或挡板。流路障碍物也可以描述为用于优化相分离过程的安装部件。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH与电解液(或两相混合物或两相)的在2分钟至5分钟的范围内的停留时间相适应。以此方式，特别地，相分离的功能也可以以有效的方式一体化。

根据一个示例性实施方式，(相应的)MFH与电解液(或两相混合物或两相)的在0.01m/s至0.2m/s(米/秒)的范围内的流速相适应。这还允许将有效的相分离结合到MFH中。

根据一个示例性实施方式，MFH与要被收集的电解液(或两相混合物)的最小停留时间相适应，特别地适于通过在最小停留时间期间将电解液的流量降低、特别地降低至流量零来收集电解液(或两相混合物)。以此方式，也可以确保全面的功能一体化。

根据一个示例性实施方式，电解装置包括两个MFH，这两个MFH可以联接至槽或者这两个MFH联接至槽、即在电解器的用于阳极液和阴极液的相应的侧部处联接至槽，所述MFH特别地相对于彼此侧向偏移地布置、特别地相对于电解器至少大致居中地布置。这种布置结构以最大程度的全面功能一体化提供了技术设备优势和方法优势。

根据一个示例性实施方式，电解装置包括两个MFH，这两个MFH可以联接至槽或者这两个MFH联接至槽，这两个MFH借助于平衡管线连接至彼此并且/或者借助于依赖于填充液位的流量调节器和/或旁路流量调节器(受调节的旁路)联接至彼此。这在电解装置的不同操作模式(特别是“交叉操作”或“并行操作”)方面也提供了灵活性。

根据本发明，上述目的还通过这样的电解装置来实现，该电解装置包括MFH，该MFH具有至少电解液排出的功能和电解液收集的功能以及缓冲的功能和缓冲式泵供应的功能的一体组合，这些功能来自至少包括下述各者的功能的组：排出、相分离、收集或临时存贮、缓冲、为泵系统或向泵系统提供电解液、排空槽，特别地根据如上所述的电解装置来实现；其中，电解装置连接至泵系统，使得：借助于MFH，缓冲式泵供应的功能可以仅借助于MFH一体地提供(就电解液而言)，特别地，缓冲体积为电解液的总体积的至少10％或20％或30％。这导致如上面提及到的优点。在这种情况下，MFH可以被称为自由液位式收集集管，并且被相应地配置和布置。在这种情况下，百分比规格可以特别地是指电解槽内部的电解液的体积。独立于要执行的功能或者独立于操作状态地，这样的缓冲体积还使得可以补偿气相在电解槽中的移位。对于特定的设备配置，仅5％的范围内的缓冲体积也会是足够的。为了在设备运行期间具有最大的灵活性，已经发现例如30％的相对较大的缓冲体积是有利的。

根据本发明，上述目的还通过用于电解装置、特别是用于如上面所描述的电解装置的MFH来实现，其中，MFH适于一体地提供来自以下组中的包括下述至少第一功能、第三功能、第四功能以及第五功能的多个功能：

-第一功能：将电解液从电解装置的槽排出；

-第二功能：相分离；

-第三功能：从槽收集电解液；

-第四功能：对电解液进行缓冲，特别地就电解期间的相变而言对电解液进行缓冲；

-第五功能：使电解液可用于电解装置的泵回路；

-第六功能：接纳电解液，以用于完全排空槽的目的。

这导致如上所述的优点。

根据本发明，上面提及到的目的还通过下述方法来实现，该方法借助于具有多个电解槽的电解器通过电解、特别地通过水电解来提供至少一种产物流、特别是氢气，所述多个电解槽组合以形成至少一个框架结构，以用于通过电解提供电解液或两相混合物；其中，电解液从槽排出(第一功能)并被分成两相(进一步地，特别地为第二功能)，并且其中，在泵系统、特别地在用于使电解液流通的泵系统的上游，电解液或两相混合物或各相被收集或者被临时存贮(进一步地，特别地为第三功能)；其中，至少将电解液或两相混合物排出的功能以及将电解液或两相混合物或两相收集或临时存贮的功能在MFH中或者在一体的方法步骤中一起一体地执行、特别地借助于具有经调节的填充液位的至少一个MFH一起一体地执行，其中，所述至少一个MFH可以联接至槽或者所述至少一个MFH联接至槽。这导致如上面提及到的优点。

根据一个实施方式，相分离的功能也与排出和收集的功能在一体的MFH中和/或在一体的方法步骤中一起一体地执行、特别地借助于也被用作缓冲式泵供应的具有经调节的填充液位的MFH一起一体地执行。以此方式，可以使用较大范围的可能的功能一体化。

根据一个实施方式，借助于泵系统(特别是流通的泵系统)泵送电解液、特别地使电解液再循环至槽在收集或临时存贮的下游进行，从而提供电解液以用于借助于一体式MFH或者通过一体式方法步骤(具有缓冲式泵供应功能的MFH)进行泵送。这提供了全面的功能一体化或合并。

根据本发明，收集还包括下述两个子功能：在能够预先限定的最小停留时间期间对电解液进行缓冲、特别是对于相分离而言对电解液进行缓冲；以及以能够预先限定的最小体积或最小填充液位临时存贮电解液以使得最小体积可用于缓冲式泵供应。这在一体的方法步骤中或者借助于多功能收集容器提供了广泛的功能。考虑到由于发泡引起的体积变化，这种广泛的功能还特别具有优势。

根据一个实施方式，用于电解液(或两相混合物或两相)的相分离的停留时间在2分钟至50分钟的范围内是符合要求的、特别地在MFH中是符合要求的。

根据一个实施方式，对于相分离，电解液(或两相混合物或两相)的流速在0.01米/秒至0.2米/秒[m/s]的范围内是符合要求的、特别地在MFH中是符合要求的。以此方式，功能一体化也可以相应地被扩展。

根据一个实施方式，收集包括对电解液进行缓冲，以使体积变化在电解液总体积的5％至30％的范围内。根据一个实施方式，收集包括使电解液的最小体积可用作内部泵回路的缓冲式泵供应。这可以相应地扩展功能一体化。

根据一个实施方式，特别地借助于功率在5MW至20MW的范围内的电解装置通过水电解提供氢气。已经发现，根据本发明的方法或根据本发明的装置可以针对水电解提供显著的优势，特别是在上述功率范围内。电解装置的性能(或生产能力)也可以通过参照体积流量[标准立方米/小时]来表示。电解装置的能力优选地在1000Nm³/h至4500Nm³/h[Nm³/h](氢气产生速率)的范围内。

根据一个实施方式，从(相应的)MFH输送的所有电解液全部再循环回到相对应的MFH中(完全再循环)。在这种操作模式下，MFH可以用作回路的部件。

根据一个实施方式，功能一体化方法在分开的或组合的操作模式下执行、特别地在组合操作模式下通过位于阳极液侧部上的MFH与位于阴极液侧部上的MFH之间的平衡管线(和/或具有经调节的体积补偿的类似功能的管线)执行。这可以进一步增加灵活性。

如所提及的，多个MFH可以连接至彼此，特别是用于阳极液的MFH连接至用于阴极液的MFH。例如在体积流量不完全相等的情况下可能发生的体积变化可以通过上述平衡管线(连通管道)和/或分别通过两个电解液泵的泵旁路来补偿，使得来自第一MFH的部分流可以被从泵输出侧输送回至泵吸入侧。由此可以减小有效的体积流量。如果第一MFH中的填充液位增加，则相对应的泵旁路可以被打开。另一方面，如果第二MFH中的填充液位增加，则另一个(第二)旁路可以被打开。因此，在该运行模式下，可以对至少两个MFH中的至少两个填充液位传感器的填充液位测量数据进行分析并将填充液位测量数据用作控制/调节的基础。

根据本发明，上面提及到的目的还通过至少一个MFH在电解装置中的用途来实现，所述至少一个MFH用于提供至少电解液排出(出流)的功能和电解液收集的功能以及对电解液进行缓冲并为泵系统提供电解液或向泵系统提供电解液的功能的一体功能组合，这些功能来自至少包括下述各者的组：排出/出流、缓冲、相分离、收集或临时存贮、为泵系统提供电解液或向泵系统提供电解液以特别地用于使电解液循环、接纳电解液以用于完全排空槽的目的，特别地，上面提及到的目的通过至少一个MFH在如上所述的电解装置中的用途来实现，在这种情况下，还优选地在MFH中进行相分离、特别地在如上所述的方法中进行相分离。在这种情况下，MFH可以被布置成并适于进行缓冲式泵供应，特别地，缓冲体积为电解液总体积的至少10％或20％或30％。

根据本发明，上述目的也通过下述这样的方法来实现，该方法借助于具有多个电解槽的电解器通过电解来提供至少一种产物流、特别是氢气，其中，所述多个电解槽组合形成至少一个框架结构；其中，电解液从槽排出并被分成两相，并且其中，电解液在泵系统的上游被收集、特别地以如上所述的方法被收集；其中，包括将槽排空的至少一个另外的功能特别地借助于联接至槽的填充液位可调节的至少一个MFH而与MFH中的排出的功能一体地提供或者一起执行，以特别地用于电解器的维护，并且收集的功能也与排出的功能和排空的功能一起一体地执行。这提供了上面提及到的优点。特别地，可以节省单独的排放箱。在多个框架结构的情况下，MFH的已经提供的能力也可以方便地用于排放功能。

为了更全面地解释本发明，下面将特别描述水电解模块、特别是5MW级的水电解模块。在这种情况下，除非另有说明，否则术语“集管”与术语“MFH”同义使用并被缩写为“MFH”。

根据本发明，上述目的也通过如上所述的方法来实现，其中，通过在相应的MFH中执行填充液位测量并将当前的实际填充液位与设定的填充水平或用于填充液位的下限阈值和/或上限阈值进行比较来执行填充液位调节，以特别地用于供应或排出介质以便将填充液位调节成处于期望的/预定的填充液位范围内的目的。在这种情况下，填充液位调节优选地包括分别对阳极液MFH或阴极液MFH进行填充液位测量。相应的MFH内部的体积(电解液的量)和电解装置中的总体积(电解液的量)借助于填充液位来确定。例如，水(特别是软化水)的供应也可以根据总体积来调节。借助于相应的测量到的(实际的)填充液位，两个MFH之间的体积变化在这种情况下也可以借助于对管路(平衡管路)进行补偿来调节或避免、特别地在无需进行切换或阀门致动的情况下来调节或避免。

下面将描述示例性设备配置。

使用水电解模块(电解装置)、特别地5MW级的水电解模块(电解装置)在氢氧化钾中通过水电解来获得氢气和氧气。该模块包括具有电解器和电解液系统的槽区域、变压器/整流器以及氢气处理装置和氧气处理装置，并且增设有冷却水系统。

软化水被供给到电解液系统的处理中并在电解器的槽中被电化学分解为氢气和氧气。形成的氢气随后被冷却并在氢气处理装置中被过滤，并被送至内部界区。产生的氧气同样被冷却并在氧气处理装置中被过滤。

电解器的电流负载或氢气产生率可以用作水电解的基准变量。软化水的体积流量取决于水电解的生产率并且可以借助于电流负载来调节。在这种情况下，电解液系统的总体积可以借助于两次填充液位测量来测量并且被用作精细调节的控制变量。可以将作为参考产物组成的氢气调节至数百毫巴[mbar g]的超压。氧气压力在经这样的调节之后压差为数毫巴。氢气离开内部界区以用于以超压进行氢气压缩。电解液借助于多个泵以恒定的体积流量在回路中被输送。由于因电化学反应而在槽中发生电解液内的浓度变化，因而阳极液和阴极液的体积流量是不同的。该差异可以可选地通过平衡管线来补偿，该平衡管线将两个MFH联接至彼此。

电解器的各个槽可以例如以双极方式、即串联地布置，并且为此目的，电解器的各个槽可以被悬置在钢框架中并被按压在一起以确保电接触。每个槽特别地包括由镍制成的阳极半壳和阴极半壳、分离器以及将阳极半壳与阴极半壳彼此密封并在外部将槽密封的密封系统。在这种情况下，槽的阳极半壳与阴极半壳通过隔离器以电绝缘和离子导电的方式彼此分隔开。阳极半壳和阴极半壳的入流集管和出流集管特别地分别相对于槽侧向地定位或者在槽下方侧向地定位。

为了使电荷平衡，带正电的钾离子从槽的阳极侧通过分离器迁移至阴极侧。在这种情况下，水分子也被输送至阴极侧。形成在槽的阳极侧的氧气与阳极液的两相混合物特别地通过所连接的波纹管被向下排出并从槽或所有槽被收集在电解器的多功能阳极液集管箱(MFH)中。阳极液与已形成的氧气的分离可以在具有一体的缓冲式供给功能的MFH的自由液位体积中进行。氧气可以被向上输送至氧气冷却器，而氧饱和的阳极液可以借助于阳极液泵被供给回至电解液回路。在这种情况下，MFH可以实现缓冲式泵供应的功能。

阴极液与氢气的两相混合物反过来形成在槽的阴极侧，并且可以以与阳极液类似的方式被排出至多功能阴极液集管箱(MFH)、特别地通过波纹管被排出至多功能阴极液集管箱中。在多功能阴极液集管箱处，氢气可以与阴极液分离。氢气可以被向上输送至氢气冷却器。氢饱和的阴极液可以借助于阴极液泵被供给回至电解液回路。在这种情况下，相对应的MFH可以实现缓冲式泵供应的功能。

阴极空间与阳极空间之间的恒定的压差有利于槽的可靠运行。氢气压力可以特别地被调节成比氧气压力高数毫巴。

操作模式：来自槽的阳极液和阴极液特别地可以在同一交叉式电解液系统中被输送。来自电解器的阳极半壳的阳极液可以被收集在阳极液MFH中。阳极液可以借助于阳极液泵被从阳极液MFH泵送至电解器的阴极液入流集管。由于水在水电解期间被不断地消耗，因而可以在阳极液泵的入口侧供给软化水。供给的量可以借助于电解器的电流负载和电解液的填充液位来调节。类似地，来自阴极半壳的阴极液可以被收集在阴极液MFH中。阴极液可以从阴极液MFH通过阴极液泵被输送以借助于阴极液冷却器进行热调节并被输送至电解器的阳极液入流集管。

为了优化操作，电解器的槽可以在指定的温度下操作，该温度可以根据电解器的电流负载来调节。在正常运行中，电解液系统可以借助于阴极液冷却器以温度调节的方式被冷却。为了排空电解液系统(例如，出于维护目的)，可以将电解液接纳在阳极液MFH和阴极液MFH中(可选的排出功能)。

来自阳极液MFH的氧气可以在氧气冷却器中用冷却水冷却。由此形成的碱性补偿剂可以被供给至电解液系统。冷却之后，氧气可以在氧气过滤器中被过滤、以特别地除去任何碱性气溶胶，并且氧气可以通过顶部(向上)释放。为了避免氧气过滤器被氢氧化物堵塞，可以用软化水清洗过滤器。来自氧气过滤器的冷凝物同样可以再循环。

来自阴极液MFH的氢气可以在氢气冷却器中用冷却水冷却，然后在氢气再冷却器中用来自甲醇合成的CO₂蒸发的水/乙二醇混合物再冷却。冷却期间形成的碱性冷凝物可以被供给至电解液系统。氢气随后可以在氢气过滤器中被过滤、以特别地除去夹带的碱性气溶胶，并且氢气随后可以被输送至甲醇合成。为了避免氢过滤器被氢氧化物堵塞，可以用软化水清洗过滤器。如果需要，氢气可以通过氢气烟道释放。烟道优选地具有回火安全性，这可以防止在烟道中发生氢气着火时火焰进入气体系统。

为了阴极液冷却器、氧气冷却器和氢气冷却器的组合供应，冷却水可借助冷却水热交换器流通并相对于空气被冷却。在这种情况下，这些冷却器可以借助于相应的处理温度被调节。氢气再冷却器可以借助于与甲醇合成分开的水/乙二醇回路进行冷却。

为了更全面地解释本发明，下面将特别地描述另一种水电解模块。

下面将描述另一示例性设备配置。

下面描述的用于通过水电解获得氢气的设备(电解装置)包括：槽区域，该槽区域具有电解器；相关联的变压器/整流器；电解液系统，该电解液系统包括阳极液系统和阴极液系统；以及氢气调节器和氧气调节器。软化水被供给到两个电解液系统的处理中，并在电解器的槽中被电化学分解为氢气和氧气。所形成的氢气随后在氢气调节器中被冷却、被过滤并通过烟道释放至大气。同样可以设置用于分析以及可选地用于氢气的进一步处理的凸缘部和关断部。产生的氧气在氧气调节器中被冷却、被过滤并同样通过烟道释放至大气。

电解器的电流负载或氢气的产生率可以用作水电解的基准变量。所供给的软化水的所需体积流量借助于电流负载来调节。根据操作模式，电解器的体积流量根据电流负载或电解液容器的填充液位进行流量调节。阳极液泵/阴极液泵根据电解液流入集管之前的压力被调节。作为参照产物组成的氧气可以被调节至数百毫巴的超压。氢气压力在经这样的调节之后，压差为数毫巴。

电解器用于在氢氧化钠(可选地在氢氧化钾)中通过水电解生产气态氢和氧。电解器包括多个槽，所述多个槽以双极方式、即串联地设置，并且为此目的，所述多个槽例如悬置在钢框架中并被按压在一起。每个槽包括由镍制成的阳极半壳和阴极半壳、阳离子选择性膜以及密封系统，该密封系统将阳极侧与阴极侧彼此密封并在外部将槽密封。在这种情况下，阳极侧与阴极侧通过膜以电绝缘和离子导电的方式彼此分隔开。阳极侧和阴极侧的入流管线和出流管线分别相对于槽侧向地定位或者在槽下方侧向地定位。根据操作模式，阳极入流和阴极入流包含例如重量百分比为约10％至20％的碱液。阳极液和氧气产生的相混合物以及阴极液和氢气产生的相混合物同样分别被向下排出至阳极液槽集管MFH或阴极液槽集管MFH中。

在各个元件或槽中，通过碱液的氢氧根离子的电化学氧化在阳极侧上形成氧气和水。通过水的电化学还原在阴极侧上形成氢气和氢氧根离子。因此，在整个净反应中，每个产生的氢分子消耗一个水分子。为了使电荷平衡，带正电的钠(或钾)离子从槽的阳极侧通过膜迁移至阴极侧。在这种情况下，水分子也通过传输送至阴极侧。因此，阳极液中的pH降低，并且阴极液中的pH升高。同时，这两个电解液的体积流量根据耗水量和所涉及的传输过程而改变。

根据操作模式，借助于阳极入流集管和阴极入流集管，从阳极液系统和阴极液系统向电解器的槽供应有经热调节的碱液。在这种情况下，体积流量可以借助于流量计和流量调节阀来调节，在供应不足的情况下，它们会关闭电解器。在这种情况下，压降——该压降可以特别地借助于相对长的细管来调节——确保了流至各个槽的阳极入流体积和阴极入流体积的均匀分布。

形成在槽的阳极侧上的氧气和碱性阳极液的两相混合物通过连接的波纹管被向下排出并从所有槽被收集在电解器的阳极液槽集管MFH中。阳极液与已形成的氧气的分离可以在该自由液位式收集容器中进行。氧气被向上输送至氧气冷却装置(气体出口)，而氧饱和的阳极液向下流至阳极液容器(液体出口)。

阴极液和氢气的两相混合物反过来形成在槽的阴极侧上，并且以类似于阳极液的方式通过波纹管排出至阴极液槽集管。在阴极液槽集管处，氢气同样与阴极液分离并被向上输送至氢气冷却器，而氢饱和的阴极液流至阴极液容器MFH并在阴极液容器MFH处被收集。

阴极空间与阳极空间之间的恒定的正压差有利于槽的可靠运行。氢气压力优选地被调节为比氧气压力高数毫巴。如果氧气压力、氢气压力或压差超过或低于相对应的极限，则可能会激活安全机制(特别地为在电解器处进行锁定、超压调节)，这可以确保符合最大允许的操作压力。可以提及的示例有：关闭电解器、降低电解器的负载、保护电解器免受过高/过低的压差、对电解器的阳极液槽集管和阴极液槽集管的压力保护、防止氢气和氧气流回至氮气系统、对氢气系统的超压保护、对氢气系统的低压保护和/或相对于槽区域对氮气的压力保护。

来自槽的阴极液槽集管的阴极液流入阴极液容器。来自槽的阳极液槽集管的阳极液流入阳极液容器。为了能够在关闭后排空电解器，MFH可以为此可选地定尺寸成能够在需要时接纳系统的全部量的液体。根据本发明，已经发现，由于功能一体化，MFH无论如何已经具有相当大的容积，并且另外的排放功能的一体化不会导致特别高的额外支出。阳极液和阴极液分别经由阳极液热交换器或阴极液热交换器进行温度调节并借助于阳极液泵/阴极液泵阳以压力调节的方式从MFH泵送至电解器。阳极液泵/阴极液泵优选地具有公共备用泵。电解液可以在交错的回路(“交叉操作”)中或替代性地在两个相互分离的阳极液回路和阴极液回路(“并行操作”)中被从热交换器输送至电解器的入流集管。在交叉操作中，阳极液从阳极液容器通过阳极液热交换器经由阳极液泵而作为阴极入流被输送至电解器的阴极入流集管。相对应地，阴极液从阴极液容器通过阴极液泵经由阴极液热交换器而作为阳极入流被输送至电解器的阳极入流集管。在并行操作中，阳极液从阳极液容器通过阳极液泵经由阳极液热交换器而作为阳极入流被泵送至电解器的阳极入流集管。类似地，阴极液从阴极液容器通过阴极液泵经由阴极液热交换器而作为阴极入流被泵送至电解器的阴极入流集管。由于在并行操作中可能发生在阴极液系统中的碱液积累和在阳极液系统中的碱液消耗，因而阳极液容器与阴极液容器连接至彼此以便允许进行液体补偿。在这种情况下，可以确保在气体侧上氢气与氧气的分离。由于水在电解期间被不断消耗，因而在两种操作模式下软化水都可以在阳极液泵/阴极液泵的进口侧得到补充。

借助于流量调节器，一方面，根据电流负载来供给软化水，并且另一方面，可以使电解器的阳极入流和阴极流入的体积流量保持尽可能恒定。在这种情况下，阳极液容器MFH和阴极液容器MFH用于补偿由于例如水的供给或电解液和冷凝液的再循环(一体的缓冲功能)而引起的相应的电解液体积的变化。阳极液和阴极液至电解器的体积流量主要由电解器的电流负载决定或者由电解器的填充或流通所需的体积流量决定。阳极入流集管和阴极入流集管中的压力可以特别地借助于阳极液泵/阴极液泵的频率来调节，以便确保入流中的恒定的压力条件。为此提供的压力变送器可以布置在阳极液热交换器/阴极液热交换器的后面。在自发的压力下降的情况下，启动备用泵的互锁装置会被激活。

在交叉操作中，从阳极液系统至电解器的阴极入流集管的阴极入流优选地根据电解器的电流负载进行流量调节。为此提供的流量调节器位于阴极入流集管之前。在这种情况下，阴极液收集容器MFH的填充液位调节可以限定阳极入流的体积流量。流量调节器布置在阳极入流集管之前。在并行操作中，至阳极入流集管的阳极入流以及阴极入流两者根据电流负载进行流量调节。通过作用在阳极液泵/阴极液泵上的填充液位计，可以实现过满保护或泵保护。

软化水的供给由水电解中的消耗决定，并且因此可以借助于电解器的电流负载来调节。该供给主要在阴极入流中进行。在交叉操作中，软化水经由阳极液泵的入口侧以流量调节的方式被补充，并且在并行操作中，软化水经由阴极液泵的入口侧被补充。

为了优化操作，电解器的槽可以在指定温度下运行，该指定温度可以根据电解器的操作模式和电流负载进行调节。为了在低负载下启动设备，借助于热交换器对电解液系统进行加热。在正常操作中，电解液系统借助于这些热交换器被冷却。热交换器分别具有温度调节器，温度调节器的温度传感器分别位于热交换器的下游。温度设定值由电解器的操作窗口决定。热交换器由超压阀保护，以防止因热膨胀而损坏。可以提及的安全机制的示例有：容器的过满保护、泵的空运行保护、泵的运行和自动启动、停电后泵的重新启动和/或阳极液回路和阴极液回路的过热保护。

来自阳极液槽集管箱MFH的氧气合流在氧气调节器中并在氧气冷却器中用冷却水冷却。由此形成的弱碱性冷凝物流向MFH。冷却之后，氧气在氧气过滤器中被过滤、以特别地除去夹带的碱性气溶胶，并且通过氧气烟道释放。为了避免氧气过滤器被氢氧化物堵塞，应定期用软化水清洗过滤器。可以提及的安全机制的示例有：防止氧气回流、使氧气烟道惰性化和/或防止氧气超压。

来自阴极液槽集管MFH的氢气合流在氢气调节器中并在氢气冷却器中用冷却水冷却。由此形成的弱碱性冷凝物再循环至MFH。冷却之后，氢气在氢气过滤器中被过滤、以特别地除去夹带的碱性气溶胶，并且通过氢气烟道释放。为了避免氢过滤器被氢氧化物堵塞，应定期用软化水清洗过滤器。可以提及的安全机制的示例有：防止氢气回流、使氢气烟道惰性化、借助于蒸汽灭火和/或防止超压。

以下将使用特定配置的示例再次说明上述配置。

附图说明

本发明的其他特征和优点可以从至少一个示例性实施方式的描述中借助于附图以及从附图本身中获得。

图1以示意性表示的侧视图示出了根据一个示例性实施方式的电解装置，

图2以示意性表示的立体图示出了根据一个示例性实施方式的电解装置，以及

图3以示意性表示的侧视图示出了根据现有技术的电解装置。

对于未参照单个附图明确描述的附图标记，参照其他附图。

具体实施方式

图1和图2示出了具有电解器13和多功能收集容器MFH 15(分别用于阳极液、阴极液)的电解装置10。电解装置10的构造可以相应地与阳极液侧部13a和阴极液侧部13b相当，阳极液侧部13a和阴极液侧部13b特别地处于对称布置结构。为此，一个MFH 15a可以设置成用于阳极液侧部，并且一个MFH 15b可以设置成用于阴极液侧部。这些MFH还可以可选地在任一侧上借助于平衡管线(未显示)相互连通，以特别地用于所谓的交叉操作。电解装置10还包括至少一个框架结构16，所述至少一个框架结构16具有多个槽16.1。

借助于泵系统17和设备内部的电解液回路，电解液E可以被输送通过电解装置10。测量传感器单元或电解液分析器18特别地包括至少一个填充液位传感器18.1和至少一个温度传感器18.2，在这种情况下，测量传感器单元可以至少部分地布置在相应的MFH中。

通过使用相应的MFH，可以通过简单的设备技术或者仅通过一个技术设备部件，特别是附加地与有利的设计结构一起，来执行多个功能。已经发现，根据本发明的MFH可以实现至少下述六个功能的功能一体化：

第一功能F1：将电解液从槽排出；

第二功能F2：相分离；

第三功能F3：收集；

第四功能F4：对电解液进行缓冲；

第五功能F5：使电解液可用于泵回路(缓冲式泵供应)；

第六功能F6：至少将槽排空(排放)，以特别地用于维护的目的。

借助于相应的MFH 15，还可以提供大的收集或缓冲体积Vi，特别地使得设备的总空间需求保持相对适中。根据图1，MFH 15沿纵向方向x延伸，并且由此在MFH的内部体积Vi中提供了相当大的自由路径长度x15，特别地，自由路径长度x15大于槽的纵向延伸或框架结构16的纵向延伸。换句话说，相应的MFH可以同时服务于多个框架结构，或者联接至多个框架结构，这同样可以减少设备支出。在这种情况下，MFH还提供了较大的缓冲容积，以实现最大可能的处理灵活性。内部体积Vi中的电解液填充液位在此处用E15表示，以便描述可选的第六功能F6(排放)。

在高度方向z上，可以确保整个电解设备的相对较低的建造高度z1，特别地，在MFH与槽16.1之间具有最小的竖向距离z3。

图3描述了根据现有技术的电解设备1。电解器3和多个框架结构6布置在阳极液容器或阴极液容器5上方的建造/安装平面上，其中，所述多个框架结构6各自具有多个槽。框架结构6经由分别用于阳极液、阴极液的一个或更多个(自由液位式)出流管线3.1(出流集管)联接至容器5。电解液的流通可以借助于具有泵系统和电解液回路的电解液系统7来进行。

根据现有技术的电解设备1具有非常大的高度。这也具有(成本)缺点，例如由于需要大高度的安装室/机械室。此外，还需要相对大的技术装置(设备)支出。

附图标记列表：

1 根据现有技术的电解设备

3 根据现有技术的电解器

3.1 (自由液位式)出流管线或出流集管(分别用于阳极液、阴极液)

5 根据现有技术的阳极液容器或阴极液容器

6 包括槽的框架结构

7 具有泵系统和电解液回路的电解液系统

10 电解装置

13 电解器

13a 阳极液侧部

13b 阴极液侧部

15 多功能出流集管“MFH”(特别地分别用于阳极液、阴极液)

15a 用于阳极液侧部的MFH

15b 用于阴极液侧部的MFH

16 框架结构

16.1 槽

17 电解液系统或泵系统、以及设备内部的电解液回路

18 测量传感器单元或电解液分析器

18.1 填充液位传感器

18.2 温度传感器

E 电解液

E15 MFH中的电解液填充液位

F1 第一功能，特别地为将电解液从槽排出

F2 第二功能，特别地为相分离

F3 第三功能，特别地为收集

F4 第四功能，特别地为对电解液进行缓冲

F5 第五功能，特别地为使电解液可用于泵回路(缓冲式泵供应)

F6 第六功能，特别地为排空(排放)，以特别地用于维护

Vi 收集或缓冲体积

x 纵向方向

x15 MFH的内部体积中的长度或自由路径长度

z 高度方向

z1 整个电解设备的建造高度

z3 电解器或槽与至MFH的出流之间的竖向距离

Claims (15)

1.一种用于借助于电解器(13)通过电解来提供至少一种产物流的方法，所述至少一种产物流特别地为氢气，所述电解器(13)具有多个电解槽(16.1)，所述多个电解槽(16.1)组合形成至少一个框架结构(16)；其中，电解液从所述槽排出并被分成两相，并且其中，所述电解液在泵系统(17)的上游被收集；

其特征在于，至少排出(F1)的功能和收集(F3)的功能在多功能收集容器(15)中或者在一体的方法步骤中一起一体地执行、特别地借助于联接至所述槽的能够调节填充液位的至少一个多功能收集容器来执行，所述收集包括下述两个功能：在能够预先限定的最小停留时间期间对所述电解液进行缓冲(F4)，以及以能够预先限定的最小体积或最小填充液位来临时存贮(F5)所述电解液，以便使得最小体积能够用于缓冲式泵供应。

2.根据前一方法权利要求所述的方法，其中，相分离(F2)的功能也与所述排出(F1)的功能和所述收集(F3)的功能在一体的所述多功能收集容器或一体的方法步骤中一起一体地执行、特别地借助于能够调节填充液位的多功能收集容器(15)一起一体地执行，所述多功能收集容器(15)也能够用于缓冲式泵供应。

3.根据前述方法权利要求中的一项所述的方法，其中，借助于所述泵系统(17)泵送所述电解液、特别地使所述电解液再循环至所述槽(16.1)在所述收集的下游进行，借助于一体的所述多功能收集容器(15)或通过所述一体的方法步骤来提供所述电解液以用于进行泵送，并且/或者其中，使从所述多功能收集容器输送的所有电解液全部再循环回至所述多功能收集容器。

4.根据前述方法权利要求中的一项所述的方法，其中，通过水电解来提供氢气，特别地借助于能力在1000Nm³/h至4500Nm³/h范围内的电解装置(10)通过水电解来提供氢气。

5.一种借助于电解器(13)通过电解提供至少一种产物流的方法，所述至少一种产物流特别地为氢气，所述电解器(13)具有多个电解槽(16.1)，所述多个电解槽(16.1)组合形成至少一个框架结构(16)；其中，电解液从所述槽排出并被分成两相，并且其中，所述电解液在泵系统(17)的上游被收集，特别是一种根据前述方法权利要求中的一项所述的方法；

其特征在于，包括排空(F6)所述槽(16.1)的至少一个另外的功能(F2、F4、F5、F6)与所述排出(F1)的功能在多功能收集容器(15)一起一体地提供或执行、并且特别地借助于联接至所述槽的能够调节填充液位的至少一个多功能收集容器来执行，以特别地用于维护所述电解器，以及所述收集(F3)的功能与所述排出的功能和所述排空的功能一起一体地执行。

6.一种电解装置(10)，所述电解装置(10)适于提供至少一种产物流、特别地通过水电解提供所述至少一种产物流，所述至少一种产物流特别地为氢气，所述电解装置(10)特别地适于根据前述方法权利要求中的一项所述的方法提供所述产物流，所述电解装置(10)具有：

电解器(13)，所述电解器(13)包括多个电解槽(16.1)，所述多个电解槽(16.1)组合形成至少一个框架结构(16)，所述电解器具有阳极液侧部(13a)和阴极液侧部(13b)；

其中，所述电解装置(10)适于将电解液从所述槽排出并且适于将所述电解液相分离成两相、特别地分别在所述电解器的相应的侧部(13a、13b)处将所述电解液相分离成两相，并且其中，所述电解装置还适于在泵系统(17)的上游收集所述电解液；

其特征在于，所述电解装置(10)包括能够联接至所述槽的至少一个多功能收集容器(15)，并且因此所述电解装置(10)适于一体地提供结合到所述多功能收集容器中的至少三个功能、即：借助于所述多功能收集容器、特别地借助于位于所述电解器的相应的侧部(13a、13b)处的所述多功能收集容器分别进行的排出(F1)和收集(F3)、以及在能够预先限定的最短停留时间内对所述电解液进行缓冲(F4)的功能和以能够预先限定的最小体积或最小填充液位来临时存贮(F5)所述电解液以便使最小体积能够用于缓冲式泵供应的功能。

7.根据前一装置权利要求所述的电解装置，其中，所述电解装置还适于还一体地提供结合到所述多功能收集容器(15)中的下述功能：借助于所述多功能收集容器进行相分离(F2)。

8.根据前一装置权利要求所述的电解装置，其中，所述电解装置(10)还适于还一体地提供结合到所述多功能收集容器(15)中的下述功能：借助于所述多功能收集容器排空(F6)所述槽，以特别地用于维护的目的。

9.根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置，其中，所述多功能收集容器能够联接至所述泵系统(17)；并且/或者其中，所述多功能收集容器(15)布置在所述电解器(13)下方，特别地分别布置在相应的侧部(13a、13b)处；并且/或者其中，所述多功能收集容器相对于所述电解器至少大致居中地布置；并且/或者其中，所述多功能收集容器相对于所述槽(16.1)布置在较低的高度位置处、特别地在相应的侧部处相对于所述槽(16.1)布置在较低的高度位置处。

10.根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置，其中，所述多功能收集容器(15)包括至少一个一体式测量传感器单元(18)，特别地包括用于电解液的至少一个填充液位传感器(18.1)和/或至少一个温度传感器(18.2)。

11.根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置，其中，所述电解装置包括两个多功能收集容器(15a、15b)，所述两个多功能收集容器(15a、15b)能够联接至所述槽、即在所述电解器(13)的用于阳极液和阴极液的相应的侧部处联接至所述槽，其中，所述多功能收集容器特别地布置成相对于彼此侧向偏移，特别地相对于所述电解器至少大致居中地布置。

12.根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置，其中，所述电解装置包括能够联接至所述槽的两个多功能收集容器，所述两个多功能收集容器借助于平衡管线连接至彼此并且/或者所述两个多功能收集容器通过依赖于填充液位的流量调节器和/或旁通调节器联接至彼此。

13.一种电解装置(10)，所述电解装置(10)具有多功能收集容器(15)，所述多功能收集容器(15)具有至少电解液排出(F1)的功能和电解液收集(F3)的功能以及缓冲(F4)的功能和缓冲式泵供应(F5)的功能的一体组合，这些功能来自至少包括下述各者的功能的组：排出(F1)、相分离(F2)、收集(F3)、缓冲(F4)、为泵系统(17)或向泵系统(17)提供(F5)所述电解液、排空(F6)槽，特别是一种根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置；其中，所述电解装置连接至所述泵系统，使得：借助于所述多功能收集容器，所述缓冲式泵供应(F5)的功能能够仅借助于所述多功能收集容器被一体地提供，特别地，缓冲体积为所述电解液的总体积的至少10％或20％或30％。

14.一种用于电解装置(10)、特别地用于根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置的多功能收集容器(15)，其中，所述多功能收集容器适于一体地提供来自以下组中的包括至少下述第一功能、第三功能、第四功能和第五功能的多个功能：

第一功能(F1)：将电解液从所述电解装置的槽排出；

第二功能(F2)：相分离；

第三功能(F3)：从所述槽收集所述电解液；

第四功能(F4)：对所述电解液进行缓冲、特别是就电解期间的相变而言对所述电解液进行缓冲；

第五功能(F5)：使所述电解液能够用于所述电解装置的泵回路；

第六功能(F6)：接纳电解液，以用于完全排空所述槽的目的。

15.一种至少一个多功能收集容器(15)在生产至少一种产物流、特别是氢气期间在电解装置(10)中的用途，所述至少一个多功能收集容器(15)用于提供至少电解液排出(F1)的功能和电解液收集(F3)的功能以及缓冲(F4)的功能和为泵系统(17)或向所述泵系统(17)提供(F5)电解液的功能的一体功能组合，这些功能来自包括至少下述各者的功能的组：排出(F1)、相分离(F2)、收集(F3)、缓冲(F4)、为所述泵系统(17)或向所述泵系统(17)提供(F5)电解液、接纳(F6)电解液以用于完全排空所述电解装置的槽(16.1)的目的，特别是一种所述至少一个多功能收集容器(15)在根据前述装置权利要求中的一项所述的电解装置中的用途；其中，所述相分离(F2)优选地也在所述多功能收集容器(15)中进行、特别地以根据前述方法权利要求中的一项所述的方法进行。

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