CN112941551A - 电解槽系统及其纯水处理系统和金属回收方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电解槽系统及其纯水处理系统和金属回收方法，该纯水处理系统包括：设置于电解槽系统中纯水传输回路上的至少一个吸附器；其中：吸附器用于吸附电解槽内膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质，也即本申请提供的电解槽系统中的纯水处理系统，能够在电解槽系统运行后，通过吸附器对其膜电极催化剂脱落的杂质进行吸附，进而能够避免脱落杂质对纯水水质的影响，保证了电解效率以及电解槽系统寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电解技术领域，具体涉及一种电解槽系统及其纯水处理系统和金属回收方法。
背景技术
氢能作为一种清洁可再生的绿色能源，如今已备受世人瞩目。其中，PEM电解槽能在高电流密度下工作，体积小，效率高，生成的氢气纯度可达99.999％，从而得到广泛应用。
PEM电解槽的电解液为纯水，PEM电解技术主要利用纯水中的氢离子，使其穿过质子交换膜与电子结合成为氢原子，氢原子相互结合形成氢分子。但是，在PEM电解槽系统的运行一定时间后，PEM电解槽系统的膜电极催化剂会有部分脱落，不仅影响纯水的水质，还会降低电解效率，严重影响PEM电解槽系统的寿命。
发明内容
对此，本申请提供一种电解槽系统及其纯水处理系统和金属回收方法，以解决电解槽系统在运行一定时间后，其膜电极催化剂存在部分脱落，影响纯水水质，降低电解效率，严重影响电解槽系统寿命的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面公开了一种电解槽系统的纯水处理系统，包括：
设置于所述电解槽系统中纯水传输回路上的至少一个吸附器；其中：
所述吸附器用于吸附所述电解槽内膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，所述吸附器的个数大于等于2，所述吸附器的两侧分别设置有相应的第一调节阀，不同所述吸附器及其两侧所述第一调节阀所在的各个支路并联连接于所述纯水传输回路中。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，还包括：设置于所述纯水传输回路中的在线分析仪，用于获取所述纯水传输回路中纯水的水质参数，以作为所述纯水的水质是否满足预设要求的判断依据。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，所述水质参数为电导率；所述预设要求为所述电导率不高于预设阈值。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，所述吸附器与其下游所述第一调节阀之间，还通过一个第二调节阀连接反冲洗系统；所述吸附器与其上游所述第一调节阀之间，还通过另一第二调节阀连接催化剂回收处理系统。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，还包括设置于所述纯水传输回路中的：水箱、增压泵、第一流量计和第三调节阀；
所述增压泵设置于所述水箱的液体输出侧；所述水箱的气体输出侧用于输出氧气；
所述水箱的第一输入端用于接收所述电解槽系统中电解槽的氧水混合液；
所述水箱的第二输入端通过补水泵接收纯水机的补充水；所述补水泵受控于所述水箱的液位控制器；
所述第一流量计及所述第三调节阀串联设置于所述电解槽的回水侧。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，所述吸附器设置于所述电解槽的回水支路或氧水输出支路中。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，还包括：设置于所述电解槽的回水支路或氧水输出支路中的换热器。
可选地，在上述的电解槽系统的纯水处理系统中，所述换热器的冷水入水口通过第四调节阀连接冷水机的出水口；所述第四调节阀受控于所述电解槽的氧水输出侧设置的温度控制器。
本发明第二方面公开了一种电解槽系统，包括：电源、电解槽、系统控制器、氢气处理系统及如上述第一方面公开的任一项所述的纯水处理系统，其中：
所述电源用于为所述电解槽供电；
所述电解槽用于对纯水进行电解，并将所得氢水混合液通过其氢水输出侧输送至所述氢气处理系统、所得氧水混合液通过其氧水输出侧输出至所述纯水处理系统；
所述氢气处理系统用于对所述氢水混合液进行处理；
所述系统控制器与所述电源、所述电解槽、所述氢气处理系统及所述纯水处理系统中各检测设备及控制设备通信连接。
可选地，在上述的电解槽系统中，所述氢气处理系统包括：H2分液罐、第二流量计、第五调节阀、压力控制器及纯化装置；其中：
所述H2分液罐用于对所述氢水混合液进行分液处理，并将分液处理后的氢气经所述第二流量计和所述第五调节阀，输送至所述纯化装置；
所述第五调节阀受控于所述H2分液罐输出侧的所述压力控制器。
可选地，在上述的电解槽系统中，所述电源为工业电源或者测试电源。
可选地，在上述的电解槽系统中，所述电源通过变压器接收电网提供的电能。
本发明第三方面公开了一种电解槽系统的金属回收方法，应用于如第二方面公开的任一项所述电解槽系统的系统控制器，所述纯水处理系统中吸附器的个数大于等于2，且所述纯水处理系统包括在线分析仪；所述金属回收方法包括：
根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态；
若判断结果为是，则切换另一所述吸附器进行投用。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，所述吸附器的两侧分别设置有相应的第一调节阀时，切换另一所述吸附器进行投用，包括：
控制当前投用的所述吸附器两侧的所述第一调节阀关闭，而另一所述吸附器两侧的所述第一调节阀打开。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，所述吸附器的两侧分别通过一个第二调节阀连接反冲洗系统和催化剂回收处理系统时，在所述根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则还包括：
控制当前投用的所述吸附器停止吸附；
控制所述反冲洗系统通过相应所述第二调节阀对其进行反冲洗操作；
控制所述催化剂回收处理系统通过相应所述第二调节阀进行金属回收。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，在控制所述催化剂回收处理系统通过相应所述第二调节阀进行金属回收之后，还包括：
将进行金属回收完毕的所述吸附器作为备用吸附器。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，在所述根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则还包括：
判断当前投用的所述吸附器在投用之前是否为所述备用吸附器；
若当前投用的所述吸附器在投用之前为所述备用吸附器，则生成更换吸附剂的告警信号。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态，包括：
判断所述电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求；
若所述纯水的水质不满足所述预设要求，则判定当前投用的所述吸附器处于吸附饱和状态。
可选地，在上述的电解槽系统的金属回收方法中，判断所述电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求，包括：
判断所述纯水的电导率是否不高于预设阈值；
若所述电导率高于所述预设阈值，则判定所述纯水的水质不满足所述预设要求。
基于上述本发明提供的电解槽系统的纯水处理系统，包括：设置于电解槽系统中电解槽纯水传输回路上的至少一个吸附器；其中：吸附器用于吸附电解槽内膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质，也即本申请提供的电解槽系统中的纯水处理系统，能够在电解槽系统运行后，通过吸附器对其膜电极催化剂脱落的杂质进行吸附，进而能够避免脱落杂质对纯水水质的影响，保证了电解效率以及电解槽系统寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1至图5为本申请实施例提供的五种电解槽系统的纯水处理系统的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电解槽系统的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电解槽系统的金属回收方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的一种判断当前投用的吸附器是否处于吸附饱和状态的流程图；
图9为本申请实施例提供的一种判断纯水水质是否预设要求的流程图；
图10至图12为本申请实施例提供的三种电解槽系统的金属回收方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种电解槽系统的纯水处理系统，以解决电解槽系统在运行一定时间后，其膜电极催化剂存在部分脱落，影响纯水水质，降低电解效率，严重影响电解槽系统寿命的问题。
请参见图1，该电解槽系统的纯水处理系统主要包括：设置于电解槽系统中纯水传输回路上的至少一个吸附器101。其中：
吸附器101用于吸附电解槽内膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质。
实际应用中，电解槽系统中的电解槽可以是PEM电解槽；当然，也可以是现有的其他电解槽，本申请对电解槽的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
需要说明的是，吸附器101主要通过自身中的吸附剂对纯水中的杂质进行吸附。实际应用中，吸附器101能够用于吸附膜电极催化剂脱落在纯水中的催化剂颗粒，金属离子等杂质，例如，脱落在纯水中的铂、铱等金属离子。
基于上述原理，本实施例提供的电解槽系统中的纯水处理系统中的吸附器101，能够在电解槽系统运行后，对其膜电极催化剂脱落的杂质进行吸附，进而能够避免脱落杂质对纯水水质的影响，保证了电解效率以及电解槽系统寿命。
实际应用中，虽然在纯水处理系统中纯水传输回路上设置一个吸附器101也能够满足对纯水中膜电极催化剂脱落杂质的吸附要求，避免其对纯水水质的影响，保证了电解效率以及电解槽系统寿命，但是当其吸附剂的吸附能力达到上限后，其将处于吸附饱和状态，而单个吸附器101达到吸附饱和状态后，更换其吸附剂需要占用一定的时间，在此期间无法对纯水中脱落的杂质进行吸附，并且，若是其工作过程中出现异常，同样也无法执行吸附操作。
因此，如图2所示，吸附器101的个数优选大于等于2，吸附器101的两侧分别设置有相应的第一调节阀(图2中所示的阀1、阀2、阀3和阀4)，不同吸附器101及其两侧第一调节阀所在的各个支路并联连接于纯水传输回路中。
实际应用中，可以每次投入一路吸附器101进行吸附操作，另一路作为备用吸附器101，如此，当某一路吸附器101运行一段时间后有可能达到吸附饱和状态时，或者被检测到达到吸附饱和状态或者出现异常后，即可投入备用的吸附器101进行使用，从而能够解决上述问题。
需要说明的是，投入备用吸附器101的方式可以是收到切换通知信号后，手动控制吸附器101两侧的第一调节阀来实现；或者，由电解槽系统的系统控制器对吸附器101两侧的第一调节阀进行自动控制来实现，视具体应用环境和用户需求自行确定即可，均属于本申请的保护范围。
其中，该第一调节阀主要用于调节通过吸附器101两侧的纯水流量。具体的，当吸附器101两侧的第一调节阀均关闭时，该吸附器101所在的支路被这两个第一调节阀阻断，无纯水通过该吸附器101；而当吸附器101两侧的第一调节阀均打开时，相应支路处于导通状态，该吸附器101中有纯水通过。
更进一步的，实际应用中，还可以调节第一调节阀的阀口大小，对流经吸附器101中纯水的流量进行控制。
需要说明的是，该第一调节阀在实际应用中，可以是单向阀或者现有其他控制阀，本申请对第一调节阀的具体类型不作限定，只需满足能够控制流经吸附器101的纯水流量即可，均属于本申请的保护范围。
还需要说明的是，图2仅以吸附器101所在支路个数为2为例进行展示，但是实际应用中，并联的支路个数并不限定于此，并且每条支路上还可以设置有多个吸附器101串联连接，也即该纯水传输回路中可以设置有多个串并联连接的吸附器101，且临近的吸附器101可以共用两侧的第一调节阀；因此，吸附器101的个数及串并联关系可视具体应用环境和用户需求自行确定，无论其具体取何值，均属于本申请的保护范围。
只要上述并联的支路个数大于等于2，即可在一路吸附器101处于吸附饱和状态或者工作出现异常后，及时投入另一路吸附器101使用，能够确保对于纯水中相应杂质的及时吸附，进一步保证了供给电解槽系统的纯水是满足电解槽要求的纯水。
在图2的基础之上，本申请提供的另一实施例中，如图3所示，该电解槽系统的纯水处理系统还包括：设置于纯水传输回路中的在线分析仪102，用于获取纯水传输回路中纯水的水质参数，以作为纯水的水质是否满足预设要求的判断依据。
其中，该水质参数可以为电导率；预设要求可以为电导率不高于预设阈值。实际应用中，当纯水的电导率不高于预设阈值时，视为纯水的水质满足预设要求，反之，则视为纯水的水质不满足预设要求。
实际应用中，在纯水传输回路中增设了在线分析仪102后，能够用于获取纯水传输回路的纯水的水质参数，进而能够从该水质参数中直观反映出吸附器是否需要更换吸附剂，保证了纯水的水质。
实际应用中，吸附器101对膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质进行吸附一定时间后，会达到吸附饱和状态，便无法再进行吸附；并且，处于吸附饱和状态下的吸附器101中所吸附杂质大多是膜电极催化剂脱落的铂、铱等贵金属的离子，为了使处于吸附饱和状态的吸附器101能够重复利用以及脱落的铂、铱等贵金属的离子得到有效回收，在图3的基础之上，本申请提供的另一实施例中，如图4所示。
为了方便说明，假设图4中纯水流向为由右至左，也即纯水从阀1流经上面一个吸附器101至阀2，或者，从阀3流经下面一个吸附器101至阀4；则对于上面一个吸附器101而言，其上游第一调节阀为阀1，其下游第一调节阀为阀2；对于下面一个吸附器101而言，其上游第一调节阀为阀3，其下游第一调节阀为阀4。
参见图4，与上述实施例不同的是，吸附器101与其下游第一调节阀(阀2或者阀4)之间，还通过一个第二调节阀(阀6或者阀8)连接反冲洗系统103；吸附器101与其上游第一调节阀(阀1或者阀3)之间，还通过另一第二调节阀(阀5或者阀7)连接催化剂回收处理系统104。具体的，对于上面一个吸附器101而言，其与下游第一调节阀(阀2)之间，还通过一个第二调节阀(阀6)连接反冲洗系统103；其与上游第一调节阀(阀1)之间，还通过另一第二调节阀(阀5)连接催化剂回收处理系统104。对于下面一个吸附器101而言，其与下游第一调节阀(阀4)之间，还通过一个第二调节阀(阀8)连接反冲洗系统103；其与上游第一调节阀(阀3)之间，还通过另一第二调节阀(阀7)连接催化剂回收处理系统104。
实际应用中，反冲洗系统103主要用于对吸附器101执行反冲洗操作，以清洁吸附器101中吸附剂上吸附的杂质，使得该吸附器101不再处于吸附饱和状态。其中，反冲洗用水流经吸附器101的流向与吸附器101投用时纯水的流向相反。催化剂回收处理系统104主要用于经反冲洗系统103冲洗后脱落在反冲洗用水中的铂、铱等贵金属的离子进行回收，也即将膜电极催化剂中脱落在纯水中的铂、铱等贵金属的离子进行回收。
具体的，由于反冲洗系统103通过第二调节阀设置在吸附器101与其下游第一个调节阀之间，催化剂回收处理系统104通过另一个第二调节阀设置在吸附器101与其上游第一调节阀之间，因此，实际应用中，可以在吸附器101其下游第一调节阀及上游的第一调节阀的阀口均关闭后，再将相应的两个第二调节阀的阀口打开，使得反冲洗系统103和催化剂回收系统104之间的回路导通，从而使得反冲洗系统103对吸附器101进行反冲洗的冲洗液可以流入催化剂回收处理系统104。如此，经过反冲洗系统冲洗后的吸附器101不仅能够重复利用，还能通过催化剂回收系统104对脱落的铂、铱等贵金属的离子进行有效回收。
实际应用中，请参见图5，纯水传输回路中还包括：水箱201、增压泵202、第一流量计204和第三调节阀205；
增压泵202设置于水箱201的液体输出侧；水箱201的气体输出侧用于输出氧气。
实际应用中，水箱201的气体输出侧还设置有相应的气体流量计(图中的流量计1)和色谱分析仪(图中的色谱分析仪1)，以用于测量气体输出侧输出的气体流量及气体的各项参数。
需要说明的是，气体流量计和色谱分析的具体选型可视具体应用环境和用户需求自行确定，本申请不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
水箱201的第一输入端用于接收电解槽系统中电解槽的氧水混合液。
水箱201的第二输入端通过补水泵接收纯水机的补充水。补水泵受控于水箱201的液位控制器。
第一流量计204及第三调节阀205串联设置于电解槽的回水侧。
其中，第一流量计204及第三调节阀205可以根据电源的功率进行控制。
实际应用中，该吸附器101可以设置于电解槽的回水支路(如图5所示)或氧水输出支路中，视具体应用情况和用户需求确定即可，均属于本申请的保护范围。
实际应用中，该电解系统的纯水处理系统还包括：可以设置于电解槽的回水支路中的换热器203(如图5所示)；当然，该换热器203还可以设置于电解槽的氧水输出支路中，本申请对换热器203的设置位置不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
其中，该换热器203的冷水入水口通过第四调节阀206连接冷水机207的出水口；第四调节阀206受控于电解槽的氧水输出侧设置的温度控制器。
实际应用中，通过调节第四调节阀206的阀口大小可以控制冷水机207向换热器203注入的冷水量。具体的，第四调节阀206可以是单向阀或者现有其他控制阀，本申请对第四调节阀206的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
值得说明的是，膜电极催化剂脱落在纯水中的部分，在电解槽系统的循环过程中还容易堵塞换热器203管束，影响换热效果，以及堵塞调节阀的阀芯，影响纯水流量调节效果，但是本申请提供方案能够在电解槽系统运行过程中，通过吸附器101对其膜电极催化剂脱落的杂质进行吸附，不仅能够避免脱落的催化剂对纯水水质的影响，保证了电解效率以及电解槽系统寿命，还能进一步避免脱落杂质对换热器203管束及调节阀阀芯的影响，保证了换热器203的换热效果及调节阀对纯水流量调节效果。
在上述的基础之上，本申请另一实施例还提供了一种电解槽系统，请参见图6，其主要包括：电源301、电解槽302、系统控制器303、氢气处理系统304及如上述任一实施例所述的纯水处理系统305。其中：
电源301用于为电解槽302供电。
实际应用中，电源301可以是工业电源或者测试电源。其中，当电解槽302系统为实验测试系统时，电源301选用测试电源，以实现电解槽系统的各项测试。若是其配备的是工业电源，则可以实现制氢操作，以为其他用氢设备提供氢气。
需要说明的是，如图6所示，实际应用中，电源301通过变压器接收电网提供的电能；当然，并不仅限于此，电源301还可以通过其他现有的方式取电，比如从光伏发电系统、风力发电系统或者其他新能源发电系统中取电。本申请对电源301的具体类型和取电的方式不作限定，均属于本申请的保护范围。
电解槽302用于对纯水进行电解，并将所得氢水混合液通过其氢水输出侧输送至氢气处理系统304、所得氧水混合液通过其氧水输出侧输出至纯水处理系统305。
氢气处理系统304用于对氢水混合液进行处理。
实际应用中，同样如图6所示，氢气处理系统304主要包括：H2分液罐、第二流量计(图中的流量计2)、第五调节阀3041、压力控制器及纯化装置；其中：
H2分液罐用于对氢水混合液进行分液处理，并将分液处理后的氢气经第二流量计和第五调节阀，输送至纯化装置。
需要说明的是，该氢气处理系统304在实际应用过程中还包括：第一色谱分析仪(图6中的色谱分析仪2)和第二色谱分析仪(图6中的色谱分析仪3)。其中：
第一色谱仪分析仪用于对经H2分液罐分液处理后的氢气进行分析，如图6所示，其可以设置在第二流量计和纯化装置之间的回路中。
第二色谱分析仪用于对经纯化装置纯化后的氢气进行分析，如图6所示，其可以设置在纯化装置的输出侧。
实际应用中，经过纯化装置纯化后的氢气在色谱分析仪检测达标后，可以视具体应用情况或者用户需求，直接放空、储运或使用，本申请对氢气的具体用途不作规定，均属于本申请的保护范围。
第五调节阀3041受控于H2分液罐输出侧的压力控制器。
实际应用中，可以通过压力控制器调节第五调节阀3041的阀口大小，控制氢气流量。其中，第五调节阀3041可以是压力阀，也可以是单向阀，甚至是其他的控制阀，本申请对第五调节阀3041的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
系统控制器303与电源301、电解槽302、氢气处理系统304及纯水处理系统305中各检测设备及控制设备通信连接。
其中，系统控制器303可以为PLC控制系统，当然还可以是现有的其他系统控制器，比如微机控制器、上位机等，本申请对系统控制器303的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
需要说明的是，上述的在线分析仪102、色谱分析仪均属于检测设备；上述的温度控制器、流量控制器、液位控制器、压力控制器均属于控制设备；当然，并不仅限于此，只要设置于电解槽系统中、与系统控制器303通信连接且用于检测或者控制的设备均可直接或间接受控于该系统控制器303，均属于本申请的保护范围。
针对上述提及的、仅在纯水处理系统中设置单个吸附器时，当相应的吸附器达到吸附饱和状态或者出现故障时，便无法再对纯水中脱落杂质进行吸附的问题，本申请另一实施例还提供了一种电解槽系统的金属回收方法，应用于如上述任一实施例所述电解槽系统的系统控制器，纯水处理系统中吸附器个数大于等于2，且纯水处理系统包括在线分析仪，也即图3或图4示出的情况，请参见图7，该金属回收方法主要包括以下步骤：
S101、根据在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的吸附器是否处于吸附饱和状态。
实际应用中，吸附饱和状态指代吸附器中的吸附剂达到吸附上限，无法再继续进行吸附。在具体应用过程中，可以通过图8示出的具体方式，判断当前投用的吸附器是否处于吸附饱和状态：
S201、判断电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求。
实际应用中，预设要求可以指代纯水的水质参数符合电解槽对纯水的水质标准。比如，纯水水质参数中的杂质率、温度、透明度等符合电解槽对纯水的水质标准，当然，还可以以图9所示的电导率作为判定依据，本申请对预设要求不作限定，均属于本申请的保护范围。
具体的，如图9所示，判断电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求过程如下：
S301、判断纯水的电导率是否不高于预设阈值。
需要说明的是，可视具体应用环境和用于需求对预设阈值进行设定，本申请对预设阈值的具体取值不作限定，均属于本申请的保护范围。
若电导率高于预设阈值，则执行步骤S302。
S302、判定纯水的水质不满足预设要求。
若纯水的水质不满足预设要求，则执行步骤S202。
S202、判定当前投用的吸附器处于吸附饱和状态。
若判断结果为是，也即判断出当前投用的吸附器处于吸附饱和状态，则执行步骤S102，反之则将当前投入使用的吸附器视为未处于饱和状态。
S102、切换另一吸附器进行投用。
实际应用中，当判断出当前投用的吸附器处于吸附饱和状态，则意味着当前投用的吸附器无法再继续进行吸附，为了保证吸附效果需投入另一吸附器进行使用。
需要说明的是，吸附器的两侧分别设置有相应的第一调节阀时，切换另一吸附器进行投用的具体过程包括：控制当前投用的吸附器两侧的第一调节阀关闭，而另一吸附器两侧的第一调节阀打开。结合图3或者图4，假设位于上面的吸附器101处于运行状态，在其运行过程中，根据在线分析仪102输出的水质参数，判断其处于吸附饱和状态后，控制其两侧的阀1和阀2关闭，而控制位于下面的吸附器101两侧的阀3和阀4打开。
还需要说明的是，实际应用中可以以自动或者手动的方式实现切换操作。当以手动方式实现切换操作时，系统控制器仅需生成需要进行切换的通知信号即可。本申请对切换的具体方式不作限定，无论采用何种切换方式，均属于本申请的保护范围。
在本实施例中，根据在线分析仪输出的水质参数，判断出当前投用的吸附器处于吸附饱和状态后，切换另一吸附器进行投用，能够避免设置单个吸附器达到吸附饱和状态或者出现故障后，无法进行吸附问题，提高了系统的稳定运行的问题。
随着电解槽系统的规模化，纯水处理系统中设置的吸附器越多，若是每个吸附器中的吸附剂仅使用一次后就要进行更换，无疑增加了许多成本；而膜电极催化剂脱落的贵金属若未被回收利用，还存在着严重浪费。因此，本申请提供的另一实施例中，若吸附器的两侧分别通过一个第二调节阀连接反冲洗系统和催化剂回收处理系统时，也即图4示出的情况，若执行步骤S101、根据在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则如图10所示，还包括：
S401、控制当前投用的吸附器停止吸附。
结合图4，若同样假设位于上面的吸附器101为当前投用的吸附器，位于下面的吸附器101为即将切换投用的吸附器，则控制位于上面的吸附器101停止吸附，也即将位于上面的吸附器101两侧的阀1和阀2关闭。
S402、控制反冲洗系统通过相应第二调节阀对其进行反冲洗操作。
结合图4，通过控制阀6和阀5打开，反冲洗系统103的反冲洗用水通过阀6从吸附器101下游进入吸附器101，对吸附器101进行反冲洗操作。
实际应用中，通过该反冲洗系统103的反冲洗操作，能够清洁吸附器101中吸附剂所吸附的杂质，使得吸附剂重新具备吸附能力，从而使得吸附器101能够再次被投用，降低了吸附成本。
需要说明的是，本申请对吸附器101进行反冲洗的冲洗时间不做具体限定，视其具体应用环境和用户需求自行确定即可，均属于本申请的保护范围；当冲洗完毕后，关闭相应吸附器101与反冲洗系统103之间的第二调节阀即可。
S403、控制催化剂回收处理系统通过相应第二调节阀进行金属回收。
结合图4，阀6和阀5打开后，吸附器101与催化剂回收处理系统104之间的回路导通，反冲洗用水能由吸附器101的上游流入催化剂回收系统104进行金属回收。
实际应用中，通过催化剂回收系统104对金属的回收，能够解决膜电极催化剂脱落的贵金属未被回收利用所存在的严重浪费的问题。当金属回收结束后，关闭相应吸附器101与催化剂回收系统104之间的第二调节阀即可。
可选地，在本申请提供的另一实施例中，请参见图11，在执行步骤S403、控制催化剂回收处理系统通过相应第二调节阀进行金属回收之后，还包括：
S501、将进行金属回收完毕的吸附器作为备用吸附器。
需要说明的是，将进行金属回收完毕后的吸附器作为备用吸附器，能够待当前使用的吸附器达到吸附饱和后，切换至备用吸附器进行使用，进一步提高了系统的稳定性；尤其是当吸附器数量大于2时，还可以根据应用环境和用户需求，决定切换至哪一备用吸附器投用，提高了系统的灵活性。
可选地，在本申请提供的另一实施例中，在执行步骤S101、根据在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则参见图12，还包括：
S601、判断当前投用的吸附器在投用之前是否为备用吸附器。
若判断结果为是，也即当前投用的吸附器在投用之前为备用吸附器，则执行步骤S602。
S602、生成更换吸附剂的告警信号。
实际应用中，若当前投用的吸附器之前为备用吸附器，则说明该吸附器是经过反冲洗系统的至少一次冲洗后再重新投入使用的，有可能是经历过多次冲洗的，如若再次投入使用的吸附器仍然处于吸附饱和状态，则说明该吸附器的寿命可能到期了，需要更换新的吸附剂，因此需要生成更换吸附剂的告警信号以提示操作人员。
需要说明的是，对吸附器中的吸附剂进行更换后，可将取下的吸附剂送至催化剂回收处理系统进行铂、铱等贵金属的回收，能进一步提高对膜电极催化剂脱落的金属离子的回收率。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (20)
1.一种电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，包括：
设置于所述电解槽系统中纯水传输回路上的至少一个吸附器；其中：
所述吸附器用于吸附所述电解槽内膜电极催化剂脱落在纯水中的杂质。
2.根据权利要求1所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，所述吸附器的个数大于等于2，所述吸附器的两侧分别设置有相应的第一调节阀，不同所述吸附器及其两侧所述第一调节阀所在的各个支路并联连接于所述纯水传输回路中。
3.根据权利要求2所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，还包括：设置于所述纯水传输回路中的在线分析仪，用于获取所述纯水传输回路中纯水的水质参数，以作为所述纯水的水质是否满足预设要求的判断依据。
4.根据权利要求3所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，所述水质参数为电导率；所述预设要求为所述电导率不高于预设阈值。
5.根据权利要求3所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，所述吸附器与其下游所述第一调节阀之间，还通过一个第二调节阀连接反冲洗系统；所述吸附器与其上游所述第一调节阀之间，还通过另一第二调节阀连接催化剂回收处理系统。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，还包括设置于所述纯水传输回路中的：水箱、增压泵、第一流量计和第三调节阀；
所述增压泵设置于所述水箱的液体输出侧；所述水箱的气体输出侧用于输出氧气；
所述水箱的第一输入端用于接收所述电解槽系统中电解槽的氧水混合液；
所述水箱的第二输入端通过补水泵接收纯水机的补充水；所述补水泵受控于所述水箱的液位控制器；
所述第一流量计及所述第三调节阀串联设置于所述电解槽的回水侧。
7.根据权利要求6所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，所述吸附器设置于所述电解槽的回水支路或氧水输出支路中。
8.根据权利要求1-5任一项所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，还包括：设置于所述电解槽系统中电解槽的回水支路或氧水输出支路中的换热器。
9.根据权利要求8所述的电解槽系统的纯水处理系统，其特征在于，所述换热器的冷水入水口通过第四调节阀连接冷水机的出水口；所述第四调节阀受控于所述电解槽的氧水输出侧设置的温度控制器。
10.一种电解槽系统，其特征在于，包括：电源、电解槽、系统控制器、氢气处理系统及如权利要求1-9任一项所述的纯水处理系统，其中：
所述电源用于为所述电解槽供电；
所述电解槽用于对纯水进行电解，并将所得氢水混合液通过其氢水输出侧输送至所述氢气处理系统、所得氧水混合液通过其氧水输出侧输出至所述纯水处理系统；
所述氢气处理系统用于对所述氢水混合液进行处理；
所述系统控制器与所述电源、所述电解槽、所述氢气处理系统及所述纯水处理系统中各检测设备及控制设备通信连接。
11.根据权利要求10所述的电解槽系统，其特征在于，所述氢气处理系统包括：H2分液罐、第二流量计、第五调节阀、压力控制器及纯化装置；其中：
所述H2分液罐用于对所述氢水混合液进行分液处理，并将分液处理后的氢气经所述第二流量计和所述第五调节阀，输送至所述纯化装置；
所述第五调节阀受控于所述H2分液罐输出侧的所述压力控制器。
12.根据权利要求10或11任一项所述的电解槽系统，其特征在于，所述电源为工业电源或者测试电源。
13.根据权利要求10或11任一项所述的电解槽系统，其特征在于，所述电源通过变压器接收电网提供的电能。
14.一种电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，应用于如权利要求10-13任一项所述电解槽系统的系统控制器，所述纯水处理系统中吸附器的个数大于等于2，且所述纯水处理系统包括在线分析仪；所述金属回收方法包括：
根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态；
若判断结果为是，则切换另一所述吸附器进行投用。
15.根据权利要求14所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，所述吸附器的两侧分别设置有相应的第一调节阀时，切换另一所述吸附器进行投用，包括：
控制当前投用的所述吸附器两侧的所述第一调节阀关闭，而另一所述吸附器两侧的所述第一调节阀打开。
16.根据权利要求14所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，所述吸附器的两侧分别通过一个第二调节阀连接反冲洗系统和催化剂回收处理系统时，在所述根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则还包括：
控制当前投用的所述吸附器停止吸附；
控制所述反冲洗系统通过相应所述第二调节阀对其进行反冲洗操作；
控制所述催化剂回收处理系统通过相应所述第二调节阀进行金属回收。
17.根据权利要求16所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，在控制所述催化剂回收处理系统通过相应所述第二调节阀进行金属回收之后，还包括：
将进行金属回收完毕的所述吸附器作为备用吸附器。
18.根据权利要求17所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，在所述根据所述在线分析仪输出的水质参数，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态之后，若判断结果为是，则还包括：
判断当前投用的所述吸附器在投用之前是否为所述备用吸附器；
若当前投用的所述吸附器在投用之前为所述备用吸附器，则生成更换吸附剂的告警信号。
19.根据权利要求14-18任一项所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，判断当前投用的所述吸附器是否处于吸附饱和状态，包括：
判断所述电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求；
若所述纯水的水质不满足所述预设要求，则判定当前投用的所述吸附器处于吸附饱和状态。
20.根据权利要求19所述的电解槽系统的金属回收方法，其特征在于，判断所述电解槽系统的纯水传输回路中纯水的水质是否满足预设要求，包括：
判断所述纯水的电导率是否不高于预设阈值；
若所述电导率高于所述预设阈值，则判定所述纯水的水质不满足所述预设要求。
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