CN116024609A - 电解槽启动系统、方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解槽启动系统、方法、装置及存储介质，该系统包括控制器、电流传感器、电解槽、电解液泵和循环路线，循环路线设有两个，分别设置在电解槽的氢侧和氧侧，每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，第一循环路线包括第一气液分离器，第二循环路线包括第二气液分离器，第一气液分离器的电解液用量小于第二气液分离器的电解液用量，控制器根据实时电流控制电解液泵的功率并调节第一三通调节阀，以调节电解液的循环路线，通过根据实时电流选择第一循环路线或第二循环路线进行切换，能够在启动前期选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而提升电解槽启动时电解液的温度上升速率。

Description

电解槽启动系统、方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及电解水技术领域，尤其涉及一种电解槽启动系统、方法、装置及存储介质。

背景技术

化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染日益严重，可再生能源的大规模开发和利用势在必行。氢气具有能量密度高，可长期储存且几乎不消耗能量的特点，被视为可再生能源中理想的大规模、长周期储能介质，能在能源结构调整中发挥重大的作用。电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术，其原料为水，储量丰富，且制氢工艺简单，产物绿色无污染，是最有潜力的大规模制氢技术。

碱性电解水制氢是目前非常成熟的制氢方法，成本低，寿命长，已广泛应用于工业生产。碱性电解槽工作温度为80-90℃，目前在电解槽的冷启动过程中，由于电解槽以及碱液的热容较大，造成升温过程缓慢，低温造成电解槽整体的欧姆电阻较大，导致电解槽无法在高电流状态下运行(否则会造成电压偏高，导致电解槽停机)，使得电解槽的整体运行功率偏低，从而制约温升速率的提高。

因此，现有的电解槽冷启动技术存在电解液的温度上升速率较低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电解槽启动系统、方法、装置及存储介质，以解决电解槽启动时电解液的温度上升速率较低的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种电解槽启动系统，包括：控制器、电流传感器、电解槽、电解液泵和循环路线，所述循环路线设有两个，分别设置在所述电解槽的氢侧和氧侧，每个所述循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线包括第一气液分离器，所述第二循环路线包括第二气液分离器，所述第一气液分离器的电解液用量小于所述第二气液分离器的电解液用量；所述电解槽的出口通过第一三通调节阀分别和所述第一气液分离器的入口和所述第二气液分离器的入口连接，所述第一气液分离器的出口和所述第二气液分离器的出口均通过所述电解液泵与所述电解槽的入口连接；所述电流传感器的一端和所述电解槽连接，另一端和所述控制器连接，所述电流传感器用于采集所述电解槽的实时电流，所述控制器用于根据所述实时电流控制所述电解液泵的功率并调节所述第一三通调节阀，以调节电解液的循环路线。

可选地，电解槽启动系统还包括辅助循环单元，所述辅助循环单元设有两个入口和两个出口，所述辅助循环单元的两个入口分别和氢侧的所述循环路线及氧侧的所述循环路线连接，所述循环辅助单元的两个出口分别和所述电解槽的阴极侧和阳极侧连接，所述辅助循环单元用于调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度。

可选地，所述辅助循环单元包括第二三通调节阀、第三三通调节阀、第四三通调节阀、第五三通调节阀、第一三通接头和第二三通接头，所述第二三通调节阀和所述第四三通调节阀均设置在氧侧的所述循环路线上，所述第三三通调节阀和所述第五三通调节阀均设置在氢侧的所述循环路线上，所述第一三通接头的第一端和第二端分别和所述第二三通调节阀和所述第三三通调节阀连接，所述第一三通接头的第三端和所述第二三通接头的第三端连接，所述第二三通接头的第一端和第二端分别和所述第四三通调节阀和所述第五三通调节阀连接。

可选地，电解槽启动系统还包括温度传感器和加热器，所述加热器的入口分别和所述第一气液分离器的出口与所述第二气液分离器的出口连接，所述加热器的出口和所述电解液泵的入口连接，所述温度传感器设置在电解槽的入口，所述温度传感器和所述控制器连接，所述控制器用于通过所述温度传感器获取电解槽入口的电解液的实时温度，判断所述实时温度是否低于第一温度阈值，若低于所述第一温度阈值，则基于所述第一循环路线对电解液进行加热，若高于或等于所述第一温度阈值，则基于所述实时温度为所述电解槽提供工作电流，其中，所述实时温度越大，所述工作电流越大。

可选地，电解槽启动系统还包括冷却器、第三三通接头和第六三通调节阀，所述第六三通调节阀分别和所述第二气液分离器的出口、所述冷却器的进口的和所述第三三通接头的第三端连接，所述第三三通接头的第一端和第二端分别和所述加热器的入口和所述冷却器的出口连接。

可选地，所述第一气液分离器和所述第二气液分离器单独设置；或者，所述第一气液分离器和所述第二气液分离器通过在同一气液分离器上设置隔板形成。

本发明实施例第二方面提供一种电解槽启动方法，包括：获取所述电解槽的实时电流；基于所述实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于所述第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。

可选地，基于所述实时电流调节电解液的循环路线，包括：判断所述实时电流是否大于第一电流阈值；若等于或小于所述第一电流阈值，则以低于第一预设速度的流速通过所述第一循环路线对电解液进行循环；若大于所述第一电流阈值，则以高于所述第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环。

可选地，在以高于所述第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环之后，电解槽启动方法还包括：判断所述实时电流是否等于或大于第二电流阈值，所述第二电离阈值大于所述第一电流阈值；若小于所述第二电流阈值，则继续通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环；若等于或大于所述第二电流阈值，则通过所述第二循环路线对电解液进行循环。

可选地，在获取所述电解槽的实时电流后，电解槽启动方法还包括：根据所述实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度。

可选地，根据所述实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度，包括：判断所述实时电流是否大于第三电流阈值；若小于或等于所述第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液分离并分别流入所述电解槽；若大于所述第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液进行部分混合或全部混合后再流入所述电解槽。

可选地，在获取所述电解槽的实时电流前，电解槽启动方法还包括：获取电解液的实时温度；判断所述实时温度是否低于第一温度阈值；若低于所述第一温度阈值，则基于所述第一循环路线对电解液进行加热；若高于或等于所述第一温度阈值，则基于所述实时温度为所述电解槽提供工作电流，其中，所述实时温度越大，所述工作电流越大。

可选地，在通过所述第二循环路线对电解液进行循环后，电解槽启动方法还包括：判断所述电解槽的入口的电解液的实时温度是否大于第二温度阈值；若大于所述第二温度阈值，则对电解液进行冷却；若小于所述第二温度阈值，则判断所述实时温度是否小于第三温度阈值，若小于所述第三温度阈值，则对停止对电解液进行冷却，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。

本发明实施例第三方面提供一种电解槽启动装置，包括：电流获取模块，用于获取所述电解槽的实时电流；调节模块，用于基于所述实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于所述第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。

本发明实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第二方面及第二方面任一项所述的电解槽启动方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的一种电解槽启动系统、方法、装置及存储介质，通过设置第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线包括第一气液分离器，所述第二循环路线包括第二气液分离器，所述第一气液分离器的电解液用量小于所述第二气液分离器的电解液用量，所述电解槽的出口通过第一三通调节阀分别和所述第一气液分离器的入口和所述第二气液分离器的入口连接，所述第一气液分离器的出口和所述第二气液分离器的出口均通过所述电解液泵与所述电解槽的入口连接，所述电流传感器的一端和所述电解槽连接，另一端和所述控制器连接，所述电流传感器用于采集所述电解槽的实时电流，所述控制器用于根据所述实时电流控制所述电解液泵的功率并调节所述第一三通调节阀，以调节电解液的循环路线，第一循环路线和第二循环路线中气液分离器部分的电解液用量不同，通过根据实时电流选择第一循环路线或第二循环路线进行切换，能够在启动前期选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而提升电解槽启动时电解液的温度上升速率。

附图说明

为了更清楚地表达说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电解槽启动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中辅助循环单元的结构示意图；

图3为本发明实施例中循环路线切换的流程图；

图4为本发明实施例中辅助循环单元的工作流程图；

图5为本发明实施例中电解槽启动方法的流程图；

图6为本发明实施例中气液分离器的结构示意图；

图7为本发明实施例中气液分离器的左视图；

图8为本发明实施例中气液分离器的A-A剖视图；

图9为本发明实施例中气液分离器的仰视图；

图10为本发明实施例中另一电解槽启动方法的流程图；

图11为本发明实施例中电解槽启动装置的结构示意图；

图12为本发明实施例中计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

本发明实施例提供了一种电解槽启动系统，如图1所示，该系统包括：

控制器1、电流传感器2、电解槽3、电解液泵12和循环路线，循环路线设有两个，分别设置在电解槽3的氢侧和氧侧(氧侧的循环路线未示出)，每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，第一循环路线包括第一气液分离器4，第二循环路线包括第二气液分离器5，第一气液分离器4的电解液用量小于第二气液分离器5的电解液用量。

电解槽3的出口通过第一三通调节阀A1分别和第一气液分离器4的入口和第二气液分离器5的入口连接，第一气液分离器4的出口和第二气液分离器5的出口均通过电解液泵12与电解槽3的入口连接；

电流传感器2的一端和电解槽3连接，另一端和控制器1连接，电流传感器2用于采集电解槽3的实时电流，控制器1用于根据实时电流控制电解液泵12的功率并调节第一三通调节阀A1，以调节电解液的循环路线。

具体地，电解槽3启动为冷启动方式，电解液可采用碱液，第一三通调节阀A1采用三通比例阀。

第一循环路线和第二循环路线的区别在于气液分离器的电解液用量大小，即第一循环路线中的第一气液分离器4采用小体积的气液分离器，第二循环路线中的第二气液分离器5采用体积较大的气液分离器。控制器1通过控制第一三通调节阀A1，可以调节电解液的经过第一循环路线循环还是经过第二循环路线进行循环，或者第一循环路线和第二循环路线共同循环，从而来调节循环的电解液用量。在本实施例中，第一循环路线是指电解槽3的电解液出口-第一三通调节阀A1-第一气液分离器4-加热器10-电解液泵12-电解槽3的电解液入口的路线，第二循环路线是指电解槽3的电解液出口-第一三通调节阀A1-第二气液分离器5-冷却器11(或不经过冷却器11)-加热器10-电解液泵12-电解槽3的电解液入口的路线。

具体地，控制器1为可编辑控制器，在其他实施例中，控制器1还可以为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

如图3所示，本发明实施例的电解槽启动系统的工作原理为：

在电解槽3启动的前期，电解槽3的实时电流偏低，例如，实时电流等于或小于第一电流阈值，控制器1控制电解液泵12的功率使电解液以最低流速V1进行循环，最低流速V1为根据实际工况选择的低于第一预设流速的流速值，并调节第一三通调节阀A1，使电解液只经过第一循环路线进行循环，由于此时气体产生速率低，采用较小的碱液流速即可将电解槽3内气泡及时带出，同时小流速也能够满足小体积的第一气液分离器4的气液分离要求。

在电解槽3启动的中期，随着温度不断升高电解槽3的实时电流逐渐升高，当实时电流超过第一电流阈值时，气泡产生速率随之提升，需要提升电解液的流速将电解槽3内气泡及时带出，控制器1控制电解液泵12的功率，使电解液流速提升至额定流速V2，额定流速V2为高于第一预设速度且低于第二预设速度的流速，较高的电解液流速导致第一气液分离器4不能满足气液分离的要求，控制器1控制第一三通调节阀A1将部分含有气泡的电解液切换至第二气液分离器5进行分离，第一气液分离器4内按最大气液分离量进行电解液循环量分配。

在电解槽3启动后期，工作电流已达到允许的额定值，例如实时电流等于或大于第二电流阈值，通过控制第一三通调节阀A1使电解液循环全部切换至第二气液分离器5，第一气液分离器4停止工作。

本发明实施例的电解槽启动系统，通过设置第一循环路线和第二循环路线，第一循环路线包括第一气液分离器4，第二循环路线包括第二气液分离器5，第一气液分离器4的电解液用量小于第二气液分离器5的电解液用量，电解槽3的出口通过第一三通调节阀A1分别和第一气液分离器4的入口和第二气液分离器5的入口连接，第一气液分离器4的出口和第二气液分离器5的出口均通过电解液泵12与电解槽3的入口连接，电流传感器2的一端和电解槽3连接，另一端和控制器1连接，电流传感器2用于采集电解槽3的实时电流，控制器1用于根据实时电流控制电解液泵12的功率并调节第一三通调节阀A1，以调节电解液的循环路线，第一循环路线和第二循环路线中气液分离器部分的电解液用量不同，通过根据实时电流选择第一循环路线或第二循环路线进行切换，能够在启动前期选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而提升电解槽3启动时电解液的温度上升速率。

在一实施例中，电解槽启动系统还包括辅助循环单元，辅助循环单元设有两个入口和两个出口，辅助循环单元的两个入口分别和氢侧的循环路线及氧侧的循环路线连接，循环辅助单元的两个出口分别和电解槽3的阴极侧和阳极侧连接，辅助循环单元用于调节氢侧和氧侧的电解液进入电解槽3前的混合程度。

具体地，混合程度包括分离式循环(即不混合)、部分混合循环和全混合循环，分离式循环指的是氢侧和氧侧的电解液没有经过混合直接进入电解槽3的阴极和阳极，部分混合循环和全混合循环指的是氢侧和氧侧的电解液经过部分混合或全部混合后再进入电解槽3的阴极和阳极。如图4所示，在电解槽3的实时电流较小时，例如小于第三电流阈值时，氢侧和氧侧的电解液没有经过混合直接进入电解槽3的阴极和阳极，此时实时电流较低，对于水的消耗量较少，不会引起较大的碱液浓度变化。当检测到的电流高于第三电流阈值时，此时水的消耗量较大，所引起的碱液浓度变化已不可忽略，此时氢侧和氧侧的电解液经过部分混合或全部混合后再进入电解槽3的阴极和阳极。

部分混合循环和全混合循环的使用根据实时电流确定，当实时电流高于第三电流阈值且低于第四电流阈值时，则采用部分混合的方式，当实时电流高于第四电流阈值时，采用全部混合的方式。

混合程度为分离式循环时，可以避免反应过程中氧中氢或氢中氧的浓度过高，但易导致电解槽3阴极侧电解液浓度过高，阳极侧电解液浓度偏低，限制反应继续进行。混合程度为部分混合循环和全混合循环时，可以平衡两侧碱液浓度，但是在低电流工况下，较小的产气速率易导致氧中氢和氢中氧含量增大。本发明实施例通过设置辅助循环单元来调节氢侧和氧侧的电解液进入电解槽3前的混合程度，可以同时兼顾上述两个问题，从而提升启动过程中的气体纯度。

在一实施例中，如图2所示，辅助循环单元包括第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3、第四三通调节阀A4、第五三通调节阀A5、第一三通接头B1和第二三通接头B2，第二三通调节阀A2和第四三通调节阀A4均设置在氧侧的循环路线上，第三三通调节阀A3和第五三通调节阀A5均设置在氢侧的循环路线上，第一三通接头B1的第一端和第二端分别和第二三通调节阀A2和第三三通调节阀A3连接，第一三通接头B1的第三端和第二三通接头B2的第三端连接，第二三通接头B2的第一端和第二端分别和第四三通调节阀A4和第五三通调节阀A5连接。

具体地，第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3、第四三通调节阀A4和第五三通调节阀A5均采用比例调节阀。图2中的氢气后处理系统和氧气后处理系统笼统的包含分离系统以及纯化系统，分离系统包括循环路线、洗涤器6、冷凝器7、气水分离器8等。

其中，上述的不同的混合程度的切换方式为：

电解液的混合程度为分离式循环时：调节第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3、第四三通调节阀A4和第五三通调节阀A5，使碱液不流经第一三通接头B1和第二三通接头B2。电解液的混合程度为部分混合循环时：调节第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3的开口大小，使氢侧和氧侧电解液部分流经第一三通接头B1进行混合，在第二三通接头B2处进行分离。电解液的混合程度为全混合循环时：调节第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3的开口，使流经第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3的电解液全部在第一三通接头B1处混合，再经过第二三通接头B2进行均匀分配，最后分别经过第四三通调节阀A4和第五三通调节阀A5进入电解槽3阴极和阳极。

通过在循环路线上设置第二三通调节阀A2、第三三通调节阀A3、第四三通调节阀A4和第五三通调节阀A5，并配合第一三通接头B1和第二三通接头B2，使控制器1能够方便地调节电解液的混合程度。

在一实施例中，电解槽启动系统还包括：温度传感器9和加热器10，加热器10的入口分别和第一气液分离器4的出口与第二气液分离器5的出口连接，加热器10的出口和电解液泵12的入口连接，温度传感器9设置在电解槽3的入口，温度传感器9和控制器1连接，控制器1用于通过温度传感器9获取电解槽3入口的电解液的实时温度，判断实时温度是否低于第一温度阈值，若低于第一温度阈值，则基于第一循环路线对电解液进行加热，若高于或等于第一温度阈值，则基于实时温度为电解槽3提供工作电流，其中，实时温度越大，工作电流越大。

具体地，在电解液的实时温度未到达第一温度阈值时，控制器1控制第一三通调节阀A1，使电解液全部进入第一气液分离器4进行小循环，同时通过控制器1调整电解液泵12功率，使电解液按冷启动最低流速V1进行循环。由于电解液温度过低，为加快碱液升温速度，加热器10参与工作。当电解液温度达到电解槽3允许的最低启动温度即第一温度阈值T1后，电解槽3通入此阶段所允许的最大电流，电解液继续进行经过第一循环路线进行小循环，加热器10停止工作。

通过设置温度传感器9采集电解液的实时温度，能够根据实时温度控制加热器10工作，加快电解液升温速度，同时采用第一气液分离器4进行小循环，电解液热容较低，提升温度上升速率。

在一实施例中，电解槽启动系统还包括：冷却器11、第三三通接头B3和第六三通调节阀A6，第六三通调节阀A6分别和第二气液分离器5的出口、冷却器11的进口的和第三三通接头B3的第三端连接，第三三通接头B3的第一端和第二端分别和加热器10的入口和冷却器11的出口连接。

具体地，温度传感器9检测进入电解槽3的电解液的实时温度，若实时温度高于第二温度阈值，则控制器1控制第六三通比例阀，使电解液通过冷却器11冷却；若电解液温度低于第三温度阈值(第二温度阈值略大于第三温度阈值)，则控制器1控制调节第六三通比例阀，使电解液不经过冷却器11冷却，直接经加热器10(此时加热器10未工作)和氢侧的电解液泵12重新进入电解槽3参与电解反应。

通过设置冷却器11使电解液的温度维持在一定范围内，有利于使电解工作保持稳定。

在一实施例中，第一气液分离器4和所述第二气液分离器5单独设置。

在另一实施例中，第一气液分离器4和第二气液分离器5通过在同一气液分离器上设置隔板401形成。具体地，如图6、图7、图8和图9所示，在一个气液分离器上设置隔板401，隔板401设置在气液分离器的偏左侧或者偏右侧，通过隔板位置的设定，可以在一个气液分离器内形成两个大小不同的腔室，在隔板401的一侧设有第一进液口403和第一出液口404，另一侧设有第二进液口405和第二出液口406，模拟第一气液分离器4和第二气液分离器5的效果。隔板401不用和气液分离器顶端连通，从而可以在气液分离器顶端设置排气口402。通过在一个气液分离器上设置隔板形成第一气液分离器4和第二气液分离器5，减少装置使用个数，节约成本。

本发明实施例还提供一种电解槽3启动方法，如图10所示，该方法包括：

步骤S100、获取电解槽3的实时电流；

步骤S200、基于实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。

具体地，电解槽3的实时电流通过电流传感器2获取，在电解槽3启动过程中，随着温度不断升高电解槽3的实时电流也逐渐升高。

电解液的循环路线有两个，分别是电解液用量较小的第一循环路线，和电解液用量较大的第二循环路线，通过实时电流调节电解液的循环路线，例如可以在启动前期采用第一循环路线，中后期切换至第二循环路线，从而在启动前期降低电解液的用量和热容，提高温度上升速率，而后期切换至第二循环路线，第二循环路线的电解液用量和常规用量相同，从而使电解槽3在正常电解时不会影响电解速率。

本发明实施例的电解槽3启动方法，通过根据实时电流选择第一循环路线或第二循环路线进行切换，第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量，由于在电解槽3启动时实时电流不断提升，因此能够根据实时电流确定当前电解槽3属于启动前期、中期还是后期，从而在启动前期选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而提升电解槽3启动时电解液的温度上升速率。

在一实施例中，上述步骤S200中，基于实时电流调节电解液的循环路线，包括：

判断实时电流是否大于第一电流阈值；若等于或小于第一电流阈值，则以低于第一预设速度的流速通过第一循环路线对电解液进行循环；若大于第一电流阈值，则以高于第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过第一循环路线和第二循环路线共同对电解液进行循环。

具体地，在电解槽3启动的前期，电解槽3的实时电流偏低，当实时电流等于或小于第一电流阈值，使电解液以最低流速V1进行循环，最低流速V1为根据实际工况选择的低于第一预设流速的流速值，并使电解液只经过第一循环路线进行循环，由于此时气体产生速率低，采用较小的碱液流速即可将电解槽3内气泡及时带出，同时小流速也能够满足小体积的第一气液分离器4的气液分离要求，在电解槽3启动的中期，随着温度不断升高电解槽3的实时电流逐渐升高，当实时电流超过第一电流阈值时，气泡产生速率随之提升，需要提升电解液的流速将电解槽3内气泡及时带出，使电解液流速提升至额定流速V2，额定流速V2为高于第一预设速度且低于第二预设速度的流速，较高的电解液流速导致第一循环路线不能满足气液分离的要求，因此将部分含有气泡的电解液切换至第二循环路线进行循环。

通过在实时电流小于或等于第一电流阈值时选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而电解槽3启动时电解液的温度上升速率，在实时电流大于第一电流阈值时及时提升流速并切换循环路线，能将电解槽3内气泡及时带出。

在一实施例中，在以高于第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过第一循环路线和第二循环路线共同对电解液进行循环之后，电解槽3启动方法还包括：判断实时电流是否等于或大于第二电流阈值，第二电离阈值大于第一电流阈值；若小于第二电流阈值，则继续通过第一循环路线和第二循环路线共同对电解液进行循环；若等于或大于第二电流阈值，则通过第二循环路线对电解液进行循环。

具体地，第二电流阈值为根据实际工况得出的值，第二电离阈值要大于第一电流阈值，在实时电流达到第二电流阈值时，只通过第二循环路线对电解液进行循环，关闭第一循环路线，使电解液正常循环，不会影响电解液正常电解。

在一实施例中，在获取电解槽3的实时电流后，电解槽3启动方法还包括：根据实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入电解槽3前的混合程度。

具体地，混合程度包括分离式循环(即不混合)、部分混合循环和全混合循环，分离式循环指的是氢侧和氧侧的电解液没有经过混合直接进入电解槽3的阴极和阳极，部分混合循环和全混合循环指的是氢侧和氧侧的电解液经过部分混合或全部混合后再进入电解槽3的阴极和阳极。在此实施例中，根据实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入电解槽3前的混合程度的过程，包括：

判断实时电流是否大于第三电流阈值；若小于或等于第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液分离并分别流入电解槽3；若大于第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液进行部分混合或全部混合后再流入电解槽3。

在电解槽3的实时电流较小时，例如小于第三电流阈值时，氢侧和氧侧的电解液没有经过混合直接进入电解槽3的阴极和阳极，此时实时电流较低，对于水的消耗量较少，不会引起较大的碱液浓度变化。当检测到的电流高于第三电流阈值时，此时水的消耗量较大，所引起的碱液浓度变化已不可忽略，此时氢侧和氧侧的电解液经过部分混合或全部混合后再进入电解槽3的阴极和阳极。

部分混合或全部混合的使用根据实时电流确定，例如设定一个稍高于第三电流阈值的第四电流阈值，当实时电流高于第三电流阈值且低于第四电流阈值时，则采用部分混合的方式，当实时电流高于第四电流阈值时，采用全部混合的方式。第三电流阈值和第四电流阈值可以根据实际工况选取。

在一实施例中，第三电流阈值的大小小于第二电流阈值，示例性地，第三电流阈值的取值和第一电流阈值相同，此时大小循环切换和混合程度切换公用一个判断逻辑，如图5所示，当实时电流大于第一电流阈值时，调节第二三通调节阀A2和第三三通调节阀A3的开度，使阴阳极的部分电解液流经第一三通接口进行混合、在第二三通接口分离，电解液进行混合或部分混合循环。

混合程度为分离时，可以避免反应过程中氧中氢或氢中氧的浓度过高，但易导致电解槽3阴极侧电解液浓度过高，阳极侧电解液浓度偏低，限制反应继续进行。混合程度为混合或部分混合时，可以平衡两侧碱液浓度，但是在低电流工况下，较小的产气速率易导致氧中氢和氢中氧含量增大。本发明实施例通过调节氢侧和氧侧的电解液进入电解槽3前的混合程度，可以同时兼顾上述两个问题，从而提升启动过程中的气体纯度。

在一实施例中，在获取电解槽3的实时电流前，电解槽3启动方法还包括：获取电解液的实时温度；判断实时温度是否低于第一温度阈值；若低于第一温度阈值，则基于第一循环路线对电解液进行加热；若高于或等于第一温度阈值，则基于实时温度为电解槽3提供工作电流，其中，实时温度越大，工作电流越大。

具体地，当电解液的实时温度到达电解槽3允许的最低启动温度，即第一温度阈值时，电解槽3通入此阶段所允许的最大电流，电解槽3开始电离，电解槽3通入的电流根据实时温度调节，实时温度越大，通入的电流越大。在电解液的实时温度未到达第一温度阈值时，通过加热器10对电解液及进行加热。

通过在实时温度低于第一温度阈值，基于第一循环路线对电解液进行加热，能够根据实时温度控制加热器10工作，加快电解液升温速度，同时第一循环路线循环的电解液用量小，热容较低，有利于提升温度上升速率。

在一实施方式中，在通过第二循环路线对电解液进行循环后，电解槽3启动方法还包括：判断电解槽3的入口的电解液的实时温度是否大于第二温度阈值；若大于第二温度阈值，则对电解液进行冷却；若小于第二温度阈值，则判断实时温度是否小于第三温度阈值，若小于第三温度阈值，则对停止对电解液进行冷却，其中，第三温度阈值小于第二温度阈值。

具体地，第三温度阈值和第二温度阈值均大于第一温度阈值，基于实时温度选择是否对电解液进行冷却，使电解液的温度维持在一定范围内，有利于使电解工作保持稳定。

本发明实施例还提供一种电解槽启动装置，如图11所示，该装置包括：

电流获取模块701，用于获取电解槽3的实时电流；

调节模块702，用于基于实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。详细内容可参见上述方法实施例中关于步骤S200的描述，在此不再赘述。

本发明实施例的电解槽启动装置，通过根据实时电流选择第一循环路线或第二循环路线进行切换，第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量，由于在电解槽3启动时实时电流不断提升，因此能够根据实时电流确定当前电解槽3属于启动前期、中期还是

后期，从而在启动前期选择电解液用量较小的第一循环路线进行循环，减小电解液的热容，从而提升电解槽3启动时电解液的温度上升速率。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，如图12所示，其上存储有计算机程序13，该指令被处理器执行时实现上述实施例中电解槽启动方法的步骤。该存储介质上还存储有音视频流数据，特征帧数据、交互请求信令、加密数据以及预设数据大小等。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序13可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种电解槽启动系统，其特征在于，包括：

控制器、电流传感器、电解槽、电解液泵和循环路线，所述循环路线设有两个，分别设置在所述电解槽的氢侧和氧侧，每个所述循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线包括第一气液分离器，所述第二循环路线包括第二气液分离器，所述第一气液分离器的电解液用量小于所述第二气液分离器的电解液用量；

所述电解槽的出口通过第一三通调节阀分别和所述第一气液分离器的入口和所述第二气液分离器的入口连接，所述第一气液分离器的出口和所述第二气液分离器的出口均通过所述电解液泵与所述电解槽的入口连接；

所述电流传感器的一端和所述电解槽连接，另一端和所述控制器连接，所述电流传感器用于采集所述电解槽的实时电流，所述控制器用于根据所述实时电流控制所述电解液泵的功率并调节所述第一三通调节阀，以调节电解液的循环路线。

2.根据权利要求1所述的电解槽启动系统，其特征在于，还包括辅助循环单元，所述辅助循环单元设有两个入口和两个出口，所述辅助循环单元的两个入口分别和氢侧的所述循环路线及氧侧的所述循环路线连接，所述循环辅助单元的两个出口分别和所述电解槽的阴极侧和阳极侧连接，所述辅助循环单元用于调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度。

3.根据权利要求2所述的电解槽启动系统，其特征在于，所述辅助循环单元包括第二三通调节阀、第三三通调节阀、第四三通调节阀、第五三通调节阀、第一三通接头和第二三通接头，所述第二三通调节阀和所述第四三通调节阀均设置在氧侧的所述循环路线上，所述第三三通调节阀和所述第五三通调节阀均设置在氢侧的所述循环路线上，所述第一三通接头的第一端和第二端分别和所述第二三通调节阀和所述第三三通调节阀连接，所述第一三通接头的第三端和所述第二三通接头的第三端连接，所述第二三通接头的第一端和第二端分别和所述第四三通调节阀和所述第五三通调节阀连接。

4.根据权利要求1所述的电解槽启动系统，其特征在于，还包括温度传感器和加热器，所述加热器的入口分别和所述第一气液分离器的出口与所述第二气液分离器的出口连接，所述加热器的出口和所述电解液泵的入口连接，所述温度传感器设置在电解槽的入口，所述温度传感器和所述控制器连接，所述控制器用于通过所述温度传感器获取电解槽入口的电解液的实时温度，判断所述实时温度是否低于第一温度阈值，若低于所述第一温度阈值，则基于所述第一循环路线对电解液进行加热，若高于或等于所述第一温度阈值，则基于所述实时温度为所述电解槽提供工作电流，其中，所述实时温度越大，所述工作电流越大。

5.根据权利要求4所述的电解槽启动系统，其特征在于，还包括冷却器、第三三通接头和第六三通调节阀，所述第六三通调节阀分别和所述第二气液分离器的出口、所述冷却器的进口的和所述第三三通接头的第三端连接，所述第三三通接头的第一端和第二端分别和所述加热器的入口和所述冷却器的出口连接。

6.根据权利要求1所述的电解槽启动系统，其特征在于，所述第一气液分离器和所述第二气液分离器单独设置；或者，所述第一气液分离器和所述第二气液分离器通过在同一气液分离器上设置隔板形成。

7.一种电解槽启动方法，其特征在于，包括：

获取所述电解槽的实时电流；

基于所述实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于所述第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。

8.根据权利要求7所述的电解槽启动方法，其特征在于，基于所述实时电流调节电解液的循环路线，包括：

判断所述实时电流是否大于第一电流阈值；

若等于或小于所述第一电流阈值，则以低于第一预设速度的流速通过所述第一循环路线对电解液进行循环；

若大于所述第一电流阈值，则以高于所述第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环。

9.根据权利要求8所述的电解槽启动方法，其特征在于，在以高于所述第一预设速度且低于第二预设速度的流速通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环之后，还包括：

判断所述实时电流是否等于或大于第二电流阈值，所述第二电离阈值大于所述第一电流阈值；

若小于所述第二电流阈值，则继续通过所述第一循环路线和所述第二循环路线共同对电解液进行循环；

若等于或大于所述第二电流阈值，则通过所述第二循环路线对电解液进行循环。

10.根据权利要求7所述的电解槽启动方法，其特征在于，在获取所述电解槽的实时电流后，还包括：

根据所述实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度。

11.根据权利要求10所述的电解槽启动方法，其特征在于，根据所述实时电流调节氢侧和氧侧的电解液进入所述电解槽前的混合程度，包括：

判断所述实时电流是否大于第三电流阈值；

若小于或等于所述第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液分离并分别流入所述电解槽；

若大于所述第三电流阈值，则将氢侧和氧侧的电解液进行部分混合或全部混合后再流入所述电解槽。

12.根据权利要求7所述的电解槽启动方法，其特征在于，在获取所述电解槽的实时电流前，还包括：

获取电解液的实时温度；

判断所述实时温度是否低于第一温度阈值；

若低于所述第一温度阈值，则基于所述第一循环路线对电解液进行加热；

若高于或等于所述第一温度阈值，则基于所述实时温度为所述电解槽提供工作电流，其中，所述实时温度越大，所述工作电流越大。

13.根据权利要求9所述的电解槽启动方法，其特征在于，在通过所述第二循环路线对电解液进行循环后，还包括：

判断所述电解槽的入口的电解液的实时温度是否大于第二温度阈值；

若大于所述第二温度阈值，则对电解液进行冷却；

若小于所述第二温度阈值，则判断所述实时温度是否小于第三温度阈值，若小于所述第三温度阈值，则对停止对电解液进行冷却，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。

14.一种电解槽启动装置，其特征在于，包括：

电流获取模块，用于获取所述电解槽的实时电流；

调节模块，用于基于所述实时电流调节电解液的循环路线，其中电解液的每个循环路线均包括第一循环路线和第二循环路线，所述第一循环路线在气液分离器部分的电解液用量小于所述第二循环路线在气液分离器部分的电解液用量。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求7至13任一项所述的电解槽启动方法。

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