CN114990583B - 一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体为一种基于镁‑氯热化学循环的太阳能制氢系统，循环制氢单元包括第一分离器，第一分离器的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器、变压精馏塔、第一冷却器、电解槽、第一加热器以及氯化反应塔，且第一分离器的固态产物输出端经由第二冷却器与氯化反应塔相连接；循环制氢单元还包括与氯化反应塔输出端相连接的第二分离器、第二加热器以及水解反应塔，第二分离器的固态产物输出端经由第二加热器与水解反应塔的输入端相连接，且水解反应塔的输出端与第一分离器的输入端相连接以形成循环通路。解决了现有制氢技术中需要依赖日益枯竭的非可再生能源，制氢效率低、能耗高，且会加剧全球温室效应的问题。

Description

一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体为一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统。
背景技术
能源是经济社会发展的基础，随着世界各国对能源需求的不断加大，煤炭、石油、天然气等传统化石能源面临枯竭的危机，与此同时，伴随着化石能源的大规模使用，由此引发的温室效应、环境污染日益严重，寻找清洁、可再生能源成为人类社会发展的必然。氢作为一种清洁燃料，具有资源丰富、燃烧热值高、清洁无污染、可再生等优点，被认为是21世纪“终极能源”，世界主要发达国家和相关国际组织都对氢能研发给予了很大重视，制定了长期研发计划，并投入巨资进行氢能相关技术研发。
氢虽然是自然界最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此，必须将含氢物质通过化工技术加工得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种化石燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。目前，国内外制氢技术种类繁多，包括化石燃料制氢、电解水制氢、生物质制氢、核能制氢等等。
据统计，2016年全球氢气产量约7347万吨，96％以上来源于传统化石燃料重整制氢其中，48％来自天然气重整，30％来自醇类重整，18％来自煤气化，4％左右来源于电解水制氢。然而，化石燃料重整制氢一方面需要依赖日益枯竭的非可再生能源，另一方面必然会加剧全球温室效应以及环境污染问题；电解水制氢已经在工业领域得到规模化应用，然而，由于制氢效率低、制氢能耗高等不足，其应用领域受到较大限制。太阳能具有取之不竭、清洁无污染、可再生等优点，是一种理想的能量来源；水是含氢量最高、资源最为丰富的一种制氢原料。若能提出一种以太阳能为驱动能源，以水为原料制取氢气的方法，必将推动全球制氢技术及相关新能源产业的跨越式发展。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，用以解决现有制氢技术中需要依赖日益枯竭的非可再生能源，制氢效率低、能耗高，且会加剧全球温室效应的问题。
本发明提供一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，包括
循环制氢单元，所述循环制氢单元包括第一分离器，所述第一分离器的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器、变压精馏塔、第一冷却器、电解槽、第一加热器以及氯化反应塔，且所述第一分离器的固态产物输出端经由第二冷却器与氯化反应塔相连接；
所述循环制氢单元还包括与氯化反应塔输出端相连接的第二分离器、第二加热器、以及水解反应塔，所述第二分离器的固态产物输出端经由第二加热器与水解反应塔的输入端相连接，且所述水解反应塔的输出端与第一分离器的输入端相连接以形成循环通路；
供热单元，所述供热单元与水解反应塔相连接，通过所述供热单元对输送至水解反应塔的纯水进行预热，供所述水解反应塔内的MgCl2水解；
发电单元，所述发电单元与电解槽电性连接，以提供所述电解槽所需要的电能。
作为优选，所述电解槽的阳极端与第一加热器相连接，所述电解槽的阴极端还连接有第三冷却器。
作为优选，所述供热单元包括低温储罐，所述低温储罐的输出端顺次连接有低温输送泵、集热器、高温储罐、高温输送泵、第一换热器的热侧输入端、第二换热器的热侧输入端以及第三换热器的热侧输入端，且所述第三换热器的热侧输出端与低温储罐的输入端相连接以形成循环通路，所述低温储罐内填充有导热介质，所述第一换热器的冷侧输出端与水解反应塔的输入端相连接。
作为优选，所述发电单元包括与第二换热器冷侧输出端相连接的涡轮发电机，所述涡轮发电机的工质输出端顺次连接有第二冷凝器以及循环泵，且所述循环泵与第二换热器的冷侧输入端相连接以形成循环通路，所述第二冷凝器内填充有工质，且所述涡轮发电机与电解槽电性连接。
作为优选，所述循环制氢单元还包括与变压精馏塔相连接的洗涤塔，所述洗涤塔还经由管路与第一换热器的冷侧输入端相连接。
作为优选，所述供热单元还包括至少一个太阳能聚光阵列，所述太阳能聚光阵列可用于将太阳光反射至集热器。
作为优选，所述太阳能聚光阵列为塔式太阳能聚光阵列或碟式太阳能聚光阵列。
作为优选，所述导热介质为熔融盐或导热油。
作为优选，所述第二分离器的气态产物输出端还连接有第四冷却器。
作为优选，所述工质为二氧化碳或水。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，第一分离器的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器、变压精馏塔、第一冷却器、电解槽、第一加热器以及氯化反应塔，第一分离器的固态产物输出端经由第二冷却器与氯化反应塔相连接，第二分离器与氯化反应塔输出端相连接，第二分离器的固态产物输出端经由第二加热器与水解反应塔的输入端相连接，且水解反应塔的输出端与第一分离器的输入端相连接以形成循环通路，通过MgCl2与水热化学循环反应，整个过程只消耗水一种物质，具有较强的可持续性，且绿色环保无污染。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，包括循环制氢单元1、供热单元2以及发电单元3，供热单元2与循环制氢单元1相连接，供热单元2用于预热循环制氢单元1内反应所需的纯水，同时用于加热发电单元3内部的工质，发电单元3与循环制氢单元1相连接，发电单元3用于提供循环制氢单元1内反应所需的电能。
更具体地，在本具体实施例中，循环制氢单元1包括第一分离器11，第一分离器11的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器12、变压精馏塔13、第一冷却器14、电解槽15、第一加热器16以及氯化反应塔17，且第一分离器11的固态产物输出端经由第二冷却器18与氯化反应塔17相连接；其中，循环制氢单元1还包括与氯化反应塔17输出端相连接的第二分离器19、第二加热器1a以及水解反应塔1b，第二分离器19的固态产物输出端经由第二加热器1a与水解反应塔1b的输入端相连接，且水解反应塔1b的输出端与第一分离器11的输入端相连接以形成循环通路。
在实际操作过程中，MgCl2在水解反应塔1b内进行水解反应，生成MgO和HCl，生成的MgO和HCl进入到第一分离器11后，HCl依次经第一分离器11气态产物输出端依次进入到第一冷凝器12、变压精馏塔13、第一冷却器14以及电解槽15；MgO经第一分离器11的固态产物输出端依次进入到第二冷却器18以及氯化反应塔17；HCl在电解槽15内发生电解反应，电解槽15的阴极端产物H2供用氢设备使用或者保存在氢气存储设备内；电解槽15的阳极端产物Cl2经由第一加热器16进入到氯化反应塔17内，MgO和Cl2在氯化反应塔17内发生反应生成MgCl2和O2；MgCl2和O2经由第二分离器19分离后，MgCl2经第二加热器1a加热后进入到水解反应塔1b内，O2则可供用氧设备使用或者保存在氧气存储设备内。
在本具体实施例中，电解槽15的阳极端与第一加热器16相连接，电解槽15的阴极端还连接有第三冷却器1c，用于对电解槽15的阴极端产物H2冷却后进行使用或者保存。
在本具体实施例中，循环制氢单元1还包括与变压精馏塔13相连接的洗涤塔1d，洗涤塔1d还经由管路与第一换热器26的冷侧输入端相连接，第二分离器19的气态产物输出端还连接有第四冷却器10，第四冷却器10用于对氯化反应塔17输出的氧气进行冷却。
具体地，供热单元2与水解反应塔1b相连接，通过供热单元2对输送至水解反应塔的纯水进行预热，供水解反应塔1b内的MgCl2水解；其中，供热单元2包括低温储罐21，低温储罐21的输出端顺次连接有低温输送泵22、集热器23、高温储罐24、高温输送泵25、第一换热器26的热侧输入端、第二换热器27的热侧输入端以及第三换热器28的热侧输入端，且第三换热器28的热侧输出端与低温储罐21的输入端相连接以形成循环通路；具体地，低温储罐21内填充有导热介质，具体地，导热介质为60％NaNO3和40％KNO3的混合物熔融盐；在另一种实施例中，导热介质还可以为导热油，第一换热器26的冷侧输出端与水解反应塔1b相连接。
在上述方案的基础上，供热单元2还包括至少一个太阳能聚光阵列231，太阳能聚光阵列231可用于将太阳光反射至集热器。在本具体实施例中，太阳能聚光阵列231为塔式太阳能聚光阵列，当然也可以为碟式太阳能聚光阵列。具体地，太阳能聚光阵列231能够实时跟踪太阳，并将其所接收的太阳光反射至集热器23；具体地，太阳能聚光阵列231的配置面积取决于系统氢气产量设计值，经初步测算，当制氢系统氢气产量为7.2kg/h时，太阳辐照强度取恒定值500瓦/平方米，则所需太阳能聚光阵列231面积约为2570平方米；当采用塔式太阳能聚光阵列时，一般配置一个集热器23，当采用碟式太阳能聚光阵列时，一般配置多个集热器23，且多个集热器23之间采用并联连接。
为了以太阳能为驱动能源，可实现制氢能源自给自足，不增加电网负担，具体地，发电单元3与电解槽15电性连接，以提供电解槽15所需要的电能，其中，发电单元3包括与第二换热器27的冷侧输出端相连接的涡轮发电机31，涡轮发电机31的工质输出端顺次连接有第二冷凝器32以及循环泵33，且循环泵33与第二换热器27的冷侧输入端相连接以形成循环通路，涡轮发电机31与电解槽15电性连接，第二冷凝器32内填充有工质，其中，工质为水，当然也可以为二氧化碳或空气。
需要说明地是，工质经循环泵33加压后，泵送至第二换热器27；第二换热器27对工质进行加热以产生高温高压工质，高温高压工质以较高速度经喷管送到涡轮发电机31；高温高压工质进入涡轮发电机31后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将工质的热能转化为涡轮转子旋转的机械能，涡轮转子的转动带动发电机转子的转动，发电机将机械能转化为电能；涡轮发电机31产生的电能一部分经导线传送到电解槽15，剩余的部分经导线传送到系统内部负载，当系统制氢速率较低，部分电能还可通过导线送往外部电网；来自于涡轮发电机31的工质随后进入到第二冷凝器32中进行冷却，冷却后的工质随后返回到循环泵33，如此循环往复；其中，涡轮发电机31选用单级透平或多级透平涡轮发电机；最为关键的是由于盐酸分子稳定性远低于水分子，电解槽15的电解过程能耗远低于现有电解水技术方案。
在一种实施例中，低温输送泵22在有光照的情况下开启，在没有光照的情况下关闭；低温输送泵22将低低温储罐21内的低温导热介质加压后输送至集热器23中，集热器23把所吸收的太阳能转化成热能，再将热能传给低温导热介质；导热介质在集热器23内吸收热量后，其温度会升高至560℃左右；导热介质随后进入并存储在高温储罐24中；高温输送泵25将高温储罐24内的高温导热介质加压后，依次经第一换热器26、第二换热器27以及第三换热器28，与低温介质换热后，最终进入并存储在低温储罐21内，进入低温储罐21的低温导热介质温度约为250℃左右；第一换热器26、第三换热器28主要用于将纯水通过二级换热由常温加热至500℃左右；第二换热器27主要用于为涡轮发电机31提供所需热量；经初步测算，当制氢系统氢气产量为7.2kg/h时，第一换热器26、第二换热器27以及第三换热器28对外提供热能功率总计约为897kW。
在使用过程中，发电单元3为整个制氢系统提供电能但不对外部电网供电的情况下，经初步测算，当制氢系统氢气产量为7.2kg/h时，发电单元3的净输出功率约为200千瓦，若采用水作为工质，所对应蒸汽量约为0.1859kg/s；来自于系统外部的原料纯水依次经第三换热器28、第一换热器26二级预热后，其温度由常温升高至500℃左右，其状态也由液态转变为蒸汽；高温水蒸气随后进入到水解反应塔1b内；来自于第二分离器19固态产物输出端的氯化镁(MgCl2，温度约为400℃)经第二加热器1a进一步加热至500℃后进入到水解反应塔1b内；氯化镁和水蒸气在水解反应塔1b发生水解反应生成氧化镁(MgO)和盐酸(HCl)蒸汽，反应温度约为500℃，反应压力约为0.1MPa，具体反应方程式如下所示：
MgCl2+H2O→MgO+2HCl
同时，氧化镁和盐酸蒸汽随后进入到第一分离器11；其中，温度约为500℃的氧化镁经第一分离器11固态产物输出端排出，经第二冷却器18冷却至450℃后进入氯化反应塔17内；温度约为500℃的盐酸蒸汽和过量的水蒸气的混合物经第一分离器11气态产物输出端排出，经第一冷凝器12冷凝后，进入到变压精馏塔13内；变压精馏塔13包含减压塔、高压塔等多套装置；变压精馏塔13可通过改变压力来改变物质的相对挥发度(沸点)，增大两种物质沸点差异，实现盐酸和水的分离，水蒸气经连接管进入到洗涤塔1d；洗涤塔1d通过喷淋等方式对水蒸气中的少量盐酸进行去除，实现水蒸气的净化；经净化的水蒸气随后与经初步预热的原料水蒸气混合后，经第一换热器26进一步加热至500℃后，进入到水解反应塔1b；经蒸馏净化后的盐酸蒸汽则经第一冷却器14冷却至80℃左右后，进入到电解槽15；电解槽15在80℃左右的条件下将盐酸电解为氢气和氯气，其具体反应方程式如下所示：
2HCl→H2+Cl2
其中，电解槽15阴极端产物为氢气，其温度约80℃，经第三冷却器1c冷却至常温后，接外部用氢设备或氢气存储设备；阳极产物氯气则经加第一加热器16加热至450℃左右后，进入到氯化反应塔17；来自于第一分离器11的氧化镁和来自于电解槽15的氯气，在氯化反应塔17内发生反应，生成氯化镁和氧气，反应温度约为450℃，反应压力约0.1MPa，具体反应方程式如下所示：
氯化镁和氧气随后进入到第二分离器19，其中，温度约400℃的氯化镁经第二分离器19的固态产物输出端排出，经第二加热器1a进一步加热至500℃后，返回到水解反应塔1b，温度约为400℃的氧气则经第四冷却器10冷却至常温后，接外部用氧设备或氧气存储设备。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，第一分离器的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器、变压精馏塔、第一冷却器、电解槽、第一加热器以及氯化反应塔，第一分离器的固态产物输出端经由第二冷却器与氯化反应塔相连接，第二分离器与氯化反应塔输出端相连接，第二分离器的固态产物输出端经由第三冷却器与水解反应塔的输入端相连接，且水解反应塔的输出端与第一分离器的输入端相连接以形成循环通路，通过MgCl2与水热化学循环反应，整个过程只消耗水一种物质，具有较强的可持续性，且绿色环保无污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，包括
循环制氢单元，所述循环制氢单元包括第一分离器，所述第一分离器的气态产物输出端顺次连接有第一冷凝器、变压精馏塔、第一冷却器、电解槽、第一加热器以及氯化反应塔，且所述第一分离器的固态产物输出端经由第二冷却器与氯化反应塔相连接；
所述循环制氢单元还包括与氯化反应塔输出端相连接的第二分离器、第二加热器以及水解反应塔，所述第二分离器的固态产物输出端经由第二加热器与水解反应塔的输入端相连接，且所述水解反应塔的输出端与第一分离器的输入端相连接以形成循环通路；
供热单元，所述供热单元与水解反应塔相连接，通过所述供热单元对输送至水解反应塔的纯水进行预热，供所述水解反应塔内的MgCl2水解；
发电单元，所述发电单元与电解槽电性连接，以提供所述电解槽所需要的电能，氯化镁和水蒸气在水解反应塔发生水解反应生成氧化镁（MgO）和盐酸（HCl）蒸汽，反应温度为500℃，反应压力为0.1MPa。
2.根据权利要求1所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述电解槽的阳极端与第一加热器相连接，所述电解槽的阴极端还连接有第三冷却器。
3.根据权利要求1所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述供热单元包括低温储罐，所述低温储罐的输出端顺次连接有低温输送泵、集热器、高温储罐、高温输送泵、第一换热器的热侧输入端、第二换热器的热侧输入端以及第三换热器的热侧输入端，且所述第三换热器的热侧输出端与低温储罐的输入端相连接以形成循环通路，所述低温储罐内填充有导热介质，所述第一换热器的冷侧输出端与水解反应塔的输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述发电单元包括与第二换热器的冷侧输出端相连接的涡轮发电机，所述涡轮发电机的工质输出端顺次连接有第二冷凝器以及循环泵，且所述循环泵与第二换热器的冷侧输入端相连接以形成循环通路，所述第二冷凝器内填充有工质，且所述涡轮发电机与电解槽电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述循环制氢单元还包括与变压精馏塔相连接的洗涤塔，所述洗涤塔还经由管路与第一换热器的冷侧输入端相连接。
6.根据权利要求3所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述供热单元还包括至少一个太阳能聚光阵列，所述太阳能聚光阵列可用于将太阳光反射至集热器。
7.根据权利要求6所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述太阳能聚光阵列为塔式太阳能聚光阵列或碟式太阳能聚光阵列。
8.根据权利要求3所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述导热介质为熔融盐或导热油。
9.根据权利要求1所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述第二分离器的气态产物输出端还连接有第四冷却器。
10.根据权利要求4所述的一种基于镁-氯热化学循环的太阳能制氢系统，其特征在于，所述工质为二氧化碳或水。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016150168A1 (zh) * 2015-03-20 2016-09-29 国家电网公司 一种耦合太阳能光热的高温电解水制氢系统
CN108483396A (zh) * 2018-05-29 2018-09-04 中国科学院工程热物理研究所 电-热化学循环耦合的太阳能燃料制备系统及方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016150168A1 (zh) * 2015-03-20 2016-09-29 国家电网公司 一种耦合太阳能光热的高温电解水制氢系统
CN108483396A (zh) * 2018-05-29 2018-09-04 中国科学院工程热物理研究所 电-热化学循环耦合的太阳能燃料制备系统及方法
CN112323092A (zh) * 2020-10-21 2021-02-05 华中科技大学 两步式热化学循环分解水进行制氢和产电的方法及系统

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