CN116497378B - 碱性水制氢系统和控制电解槽内电解液温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱性水制氢系统和方法，该系统包括电解槽、气液分离部件、碱液冷凝组件和热熔盐换热装置，电解槽和气液分离部件之间能够实现电解液的循环。热熔盐换热装置能够对气液分离部件内部的电解液加热，当气液分离部件内部电解液的温度达到预设温度范围时，可以将气液分离部件内部电解液通过第一循环管道输送至电解槽，从而使得电解槽内部的温度始终保持在能够正常工作的温度。当电解槽的温度超过正常工作温度，碱液冷凝组件会对从气液分离部件流动至电解槽的电解液制冷，直至流动至电解槽内的温度达到正常工作温度，即，碱液冷凝组件和热熔盐换热装置协同作用，控制电解槽内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

Description

碱性水制氢系统和控制电解槽内电解液温度的方法

技术领域

本发明涉及碱性水制氢技术领域，具体而言，涉及一种碱性水制氢系统和控制电解槽内电解液温度的方法。

背景技术

目前，电解水制氢系统由于自身环保的优点被广泛应用。电解水制氢装置通常是将碱液进行电解后得到氢气和氧气。从电解槽排出的氢气和氧气由于自身携带大量碱雾(可称为气液混合物)需要经过气液分离装置进行气液分离，以除去碱雾。

碱水电解制氢装置是可以将电能转化为氢气的装置，电能转化为氢气的效率随着温度的提高而升高。碱水制氢电解槽的升温能量来源于电解制氢过程中超过热中性电压产生的热量，因此，当碱水电解制氢系统没工作时，系统温度会逐渐降低到常温。尤其在碱水电解制氢系统与光伏、风电能可再生电力匹配时，往往会存在停机的状况，从而造成碱水电解制氢系统冷启动到额定工况需要较长的时间，需要专人操作。

发明内容

本发明提供了一种碱性水制氢系统，能够维持气液分离部件以及电解槽内部电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

有鉴于此，本发明提出了一种碱性水制氢系统，碱性水制氢系统包括电解槽；气液分离部件，与所述电解槽之间通过第一循环管道连接，所述电解槽和所述气液分离部件之间能够实现电解液的循环；碱液冷凝组件，分别与所述气液分离部件以及电解槽连接；热熔盐换热装置，用于对气液分离部件内部的电解液加热。

在一些可选的实施例中，所述热熔盐换热装置包括热熔盐储存组件、第一动力部件、散热部件、进液部件和出液部件；所述热熔盐储存组件设置于所述气液分离部件的外部，所述热熔盐储存组件的内部设置有热熔盐；所述散热部件设置于所述气液分离部件的内部；所述进液部件的一端连接所述散热部件的进液口，另一端连接所述热熔盐储存组件的出液口；所述出液部件的一端连接所述散热部件的出液口，另一端连接所述热熔盐储存组件的进液口；所述第一动力部件设置于所述进液部件。

在一些可选的实施例中，所述热熔盐储存组件包括第一热熔盐储存部件、第二热熔盐储存部件、加热部件、第一流通管道、第二流通管道、第二动力部件和所述第三动力部件；

所述进液部件与所述第一热熔盐储存部件连接，所述出液部件与所述第二热熔盐储存部件连接，所述加热部件通过所述第一流通管道与所述第一热熔盐储存部件连接，所述加热部件通过所述第二流通管道与所述第二热熔盐储存部件连接，所述第二动力部件设置于所述第一流通管道，所述第三流通管道设置于所述第二流通管道。

在一些可选的实施例中，所述加热部件为熔盐加热器。

在一些可选的实施例中，所述进液部件为进液管道，所述进液管道设置有第一单向阀。

在一些可选的实施例中，所述出液部件为出液管道，所述出液管道设置有第二单向阀。

在一些可选的实施例中，所述散热部件为螺旋式散热管道，所述进液部件和所述螺旋式散热管道进口端连接，所述出液部件与所述螺旋式散热管道出口端。

在一些可选的实施例中，所述气液分离部件包括氧气分离部件和氢气分离部件，所述散热部件包括第一散热部件和第二散热部件，所述第一散热部件和所述第二散热部件的进液口与所述进液部件的一端连接，所述第一散热部件和所述第二散热部件的出液口与所述出液部件连接；所述第一散热部件设置于所述氢气分离部件的内部，所述第二散热部件设置于所述氧气分离部件的内部。

在一些可选的实施例中，所述氧气分离部件和所述氢气分离部件的结构相同；所述氧气分离部件包括：壳体、支撑座、气体出口法兰、气液进口法兰和液体出口法兰；所述支撑座与所述壳体底部连接；所述液体出口法兰与所述壳体底部连接；所述气体出口法兰与所述壳体顶部连接；所述气液进口法兰与所述壳体侧壁连接。

在一些可选的实施例中，所述氧气分离部件还包括氧气冷却器，所述氧气冷却器与所述氧气分离部件的所述气体出口法兰连接。

在一些可选的实施例中，所述氢气分离部件还包括氢气冷却器，所述氢气冷却器与所述氢气分离部件的所述气体出口法兰连接。

在一些可选的实施例中，所述碱液冷凝组件包括碱液冷却器、第二循环管道和第四动力部件，所述第二循环管道分别连接所述电解槽和所述气液分离部件，所述碱液冷却器设置于所述第二循环管道，所述第四动力部件设置于所述第二循环管道、且位于所述电解槽和所述碱液冷却器之间。

在一些可选的实施例中，所述碱液冷凝组件还包括第三单向阀，所述第三单向阀设置于所述第二循环管道、且位于所述气液分离部件和所述碱液冷却器之间。

另一方面，本发明提供了一种控制电解槽内电解液温度的方法，至少包括以下步骤：

获取电解槽的当前状态信息，基于电解槽的当前状态信息确定电解槽处于停机状态还是开机状态；响应于电解槽当前处于开机状态，获取当前电解槽内电解液的温度，在确定当前电解槽内电解液温度小于第一预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，以及控制第一循环管道保持流通状态，在确定当前电解液温度大于第二预设值时，控制碱液冷凝组件开启工作对气液分离部件中的电解液制冷，以及控制第一循环管道保持流通状态；响应于电解槽当前处于停机状态，在确定当前电解液温度小于等于第三预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，控制第一循环管道保持流通状态，在确定当前电解液温度大于等于第四预设值时，控制碱液冷凝组件和热熔盐换热装置停止工作，以及控制第一循环管道处于流通状态。

在一些可选的实施例中，所述方法还包括：基于当前电解槽内电解液温度处于大于第一预设值且小于第二预设值时，控制热熔盐换热装置和碱液冷凝组件均停止工作，以及控制第一循环管道保持流通状态。

在一些可选的实施例中，所述方法还包括：基于当前电解槽内电解液温度处于大于第三预设值且小于第四预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作和停止工作交替进行，且开启工作时间为停止工作时间的一倍，控制第一循环管道保持流通状态。

在一些可选的实施例中，所述第一预设值为70℃，所述第二预设值为100℃，所述第三预设值为70℃，所述第四预设值为80℃。

本发明和现有技术相比具有以下技术效果：

1.本发明提供了一种碱性水制氢系统，碱性水制氢系统包括电解槽、气液分离部件、碱液冷凝组件和热熔盐换热装置，电解槽和气液分离部件之间能够实现电解液的循环。热熔盐换热装置能够对气液分离部件内部的电解液加热，当气液分离部件内部电解液的温度达到预设温度范围时，可以将气液分离部件内部电解液通过第一循环管道输送至电解槽，从而使得电解槽内部的温度始终保持在能够正常工作的温度。当电解槽的温度超过正常工作温度，碱液冷凝组件会对从气液分离部件流动至电解槽的电解液制冷，直至流动至电解槽内的温度达到正常工作温度，即，碱液冷凝组件和热熔盐换热装置协同作用，控制电解槽内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

2.本发明提供了一种能够控制电解槽内电解液温度的方法，该方法能够通过碱性水制氢系统实现，该方法至少包括以下步骤：获取电解槽的当前状态信息，基于电解槽的当前状态信息确定电解槽处于停机状态还是开机状态；响应于电解槽当前处于开机状态，获取当前电解槽内电解液的温度，在确定当前电解槽内电解液温度小于第一预设值，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，以及控制第一循环管道保持流通状态，在确定当前电解液温度大于第二预设值时，气液分离部件中的电解液经过碱液冷凝组件进入电解槽，当电解液经过碱液冷凝组件时，会对电解液进行制冷，并将制冷后的电解槽输送至电解槽，从而调节电解槽内电解液的温度，电解槽内的电解液通过第一循环管道再次进入气液分离部件中，使得气液分离部件再次降温，如此往复，从而控制电解槽内电解液的温度；响应于电解槽当前处于停机状态，在确定当前电解液温度小于等于第三预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，控制第一循环管道保持流通状态，使得电解槽和气液分离部件中的电解液实现流通，使得电解槽始终保持一定的温度范围，在确定当前电解液温度大于等于第四预设值，控制碱液冷凝组件和热熔盐换热装置停止工作，以及控制第一循环管道处于流通状态，使得电解槽和气液分离部件中的电解液实现流通，使得电解槽始终保持一定的温度，即，碱液冷凝组件和热熔盐换热装置协同作用，控制电解槽内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一实施例提供的碱性水制氢系统的结构示意图；

图2示出了本发明的一实施例提供的碱液冷凝组件和气液分离部件的连接结构示意图；

图3示出了本发明的一实施例提供的热熔盐换热装置和气液分离部件的连接结构示意图；

图4示出了本发明另一实施例的热熔盐换热装置和气液分离部件的连接结构示意图；

图5示出了本发明的一实施例提供氧气分离部件或者氢气分离部件的结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1-电解槽；2-气液分离部件；21-氧气分离部件；211-壳体；212-支撑座；213-气体出口法兰；214-气液进口法兰；215-液体出口法兰；216-氧气冷却器；22-氢气分离部件；226-氢气冷却器；3-第一循环管道；4-碱液冷凝组件；41-碱液冷却器；42-第二循环管道；43-第四动力部件；44-第三单向阀；5-热熔盐换热装置；51-热熔盐储存组件；511-第一热熔盐储存部件；512-第二热熔盐储存部件；513-加热部件；514-第一流通管道；515-第二流通管道；516-第二动力部件；517-第三动力部件；52-第一动力部件；53-散热部件；531-第一散热部件；532-第二散热部件；54-进液部件；541-第一单向阀；55-出液部件；551-第二单向阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

目前，电解水制氢系统由于自身节能环保的优点被广泛应用。电解水制氢装置通常是将碱液进行电解后得到氢气和氧气。从电解槽排出的氢气和氧气由于自身携带大量碱雾(可称为气液混合物)需要经过气液分离部件2进行气液分离，以除去碱雾。

碱水电解制氢装置是可以将电能转化为氢气的装置，电能转化为氢气的效率随着温度的提高而升高。碱水制氢电解槽的升温能量来源于电解制氢过程中超过热中性电压产生的热量，因此，当碱水电解制氢系统没工作时，系统温度会逐渐降低到常温。尤其在碱水电解制氢系统与光伏、风电能可再生电力匹配时，往往会存在停机的状况，从而造成碱水电解制氢系统冷启动到额定工况需要较长的时间，需要专人操作。

本发明提供了一种碱性水制氢系统，能够维持电解槽内部电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间，节能减排。

具体地，本发明所提供的碱性水制氢系统包括：电解槽1、气液分离部件2、第一循环管道3和碱液冷凝组件4；气液分离部件2与电解槽1之间通过第一循环管道3连接，电解槽1和气液分离部件2之间能够实现电解液的循环；碱液冷凝组件4分别与气液分离部件2以及电解槽1连接，气液分离部件2的电解液能够通过碱液冷凝组件4流动至电解槽1；热熔盐换热装置5用于对气液分离部件2内部的电解液加热。

具体地，碱性水制氢系统包括电解槽1、气液分离部件2、碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5，电解槽1和气液分离部件2之间能够实现电解液的循环。热熔盐换热装置5能够对气液分离部件2内部的电解液加热，当气液分离部件2内部电解液的温度达到预设温度范围时，可以将气液分离部件2内部电解液通过第一循环管道3输送至电解槽1，从而使得电解槽1内部的温度始终保持在能够正常工作的温度。当电解槽1的温度超过正常工作温度，碱液冷凝组件4会对从气液分离部件2流动至电解槽1的电解液制冷，直至流动至电解槽1内的温度达到正常工作温度，即，碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5协同作用，维持电解槽1内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

进一步地，碱性水制氢系统还包括控制器和温度传感器，温度传感器设置于电解槽1内，用于测试电解槽1内电解液的温度，温度传感器将感知到的温度信息传递给控制器，控制器确认当前电解槽1内电解液的温度是否位于预设温度范围，当控制器确认当前电解槽1内电解液的温度是位于预设温度范围，则不向碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5发出指令，当控制器确认当前电解槽1内电解液的温度是小于预设温度范围中的最小预设值，控制器向热熔盐换热装置5发出指令，热熔盐换热装置5对气液分离部件2中的电解液加热，气液分离部件2通过第一循环管道3输送至电解槽1，当控制器确认当前电解槽1内电解液的温度是大于预设温度范围中的最大预设值，控制器向碱液冷凝组件4发出指令，碱液冷凝组件4会对从气液分离部件2流动至电解槽1的电解液制冷，直至流动至电解槽1内的温度达到正常工作温度，即，碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5协同作用，控制电解槽1内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间。

在一些可选的实施例中，热熔盐换热装置5包括热熔盐储存组件51、第一动力部件52、散热部件53、进液部件54和出液部件55；热熔盐储存组件51设置于气液分离部件2的外部，热熔盐储存组件51的内部设置有热熔盐；散热部件53设置于气液分离部件2的内部；进液部件54的一端连接散热部件53的进液口，另一端连接热熔盐储存组件51的出液口；出液部件55的一端连接散热部件53的出液口，另一端连接热熔盐储存组件51的进液口；第一动力部件52设置于进液部件54。

具体地，第一动力部件52用于将热熔盐储存组件51内部的热熔盐通过进液部件54输送至散热部件53，热熔盐从散热部件53循环之后通过出液部件55循环至热熔盐储存组件51，散热部件53将热熔盐的热量传送至气液分离部件2内部电解液，使得电解液能够维持在一定的温度范围，节约加热电解液至预设温度的时间。

进一步地，热熔盐储存组件51包括第一热熔盐储存部件511、第二热熔盐储存部件512、加热部件513、第一流通管道514、第二流通管道515、第二动力部件516和第三动力部件517；进液部件54与第一热熔盐储存部件511连接，出液部件55与第二热熔盐储存部件512连接，加热部件513通过第一流通管道514与第一热熔盐储存部件511连接，加热部件513通过第二流通管道515与第二热熔盐储存部件512连接，第二动力部件516设置于第一流通管道514，第三动力部件517设置于第二流通管道515。

具体地，第一动力部件52用于将第一热熔盐储存部件511内部的热熔盐通过进液部件54输送至散热部件53，热熔盐从散热部件53循环之后通过出液部件55循环至第二热熔盐储存部件512，散热部件53将热熔盐的热量传送至气液分离部件2内部电解液，使得电解液能够维持在一定的温度范围，节约加热电解液至预设温度的时间，第二热熔盐储存部件512中的热熔盐通过第二流通管道515输送至加热部件513，加热部件513将热熔盐加热至预设温度后通过第一流通管道514输送至第一热熔盐储存部件511。第二动力部件516和第三动力部件517均为熔盐泵。

在一些可选的实施例中，加热部件513为熔盐加热器。熔盐电加热器又称硝盐炉或硝石槽,是一种电加热设备，用于对流动的液态、气态介质的升温、保温、加热。熔盐电加热器利用特殊管状电热元件结合法兰集束的形式与压力容器组成一个供热整体,利用加热硝盐来融熔硝盐作为加热介质。一般这种加热方式与熔盐槽组成一个整体,当常温下的硝盐倒入熔盐槽中以后，利用熔盐槽内的少量电热元件给其预热，使之变为液态，然后通过熔盐泵抽取熔盐往加热器内部流，进一步给熔盐增温，到达熔盐加热器出口处已经基本完成加热的目的，并与用户的用热设备形成一个循环的整体，源源不断的给其加热，从而满足工艺的要求。

在一些可选的实施例中，进液部件54为进液管道，进液管道设置有第一单向阀541。第一单向阀541能够避免热熔盐的逆流，使得热熔盐始终能够从第一热熔盐储存部件511向散热部件53的方向流动。

在一些可选的实施例中，出液部件55为出液管道，出液管道设置有第二单向阀551。第二单向阀551能够避免热熔盐的逆流，使得热熔盐始终能够从散热部件53向第二热熔盐储存部件512的方向流动。

在一些可选的实施例中，散热部件53为螺旋式散热管道，进液部件54和螺旋式散热管道进口端连接，出液部件55与螺旋式散热管道出口端。

具体地，螺旋式散热管道能够在一定的程度上加长散热面积，以及能够加长热熔盐在散热部件53流动的时间，使得热熔盐能够充分的与散热部件53进行热交换，散热部件53能够将热量传递给气液分离部件2内部的电解液，使得气液分离部件2内部的电解液能够始终维持在一定的温度范围，节约加热电解液至预设温度的时间，节能减排。

进一步地，散热部件53的材质为铜、铝、钢中的任意一者；散热片材质为铜、铝、钢中的任意一者。铜、铝、钢的散热效率较高，能够将热熔盐的热量充分的传递给气液分离部件2中的电解液。

在一些可选的实施例中，气液分离部件2包括氧气分离部件21和氢气分离部件22，散热部件53包括第一散热部件531和第二散热部件532，第一散热部件531和第二散热部件532的进液口与进液部件54的一端连接，第一散热部件531和第二散热部件532的出液口与出液部件55连接；第一散热部件531设置于氢气分离部件22的内部，第二散热部件532设置于氧气分离部件21的内部。

具体地，第一循环管道3依次连接电解槽1、氧气分离部件21和氢气分离部件22，从而实现电解槽1、氧气分离部件21和氢气分离部件22之间电解液的连通。氧气分离部件21用于提纯氧气，氢气分离部件22用于提纯氢气。第一散热部件531设置于氢气分离部件22的内部，第二散热部件532设置于氧气分离部件21的内部，第一散热部件531用于对氢气分离部件22中的电解液加热，第二散热部件532用于对氧气分离部件21中的电解液加热。

在一些可选的实施例中，氧气分离部件21和氢气分离部件22的结构相同；氧气分离部件21包括：壳体211、支撑座212、气体出口法兰213、气液进口法兰214和液体出口法兰215；支撑座212与壳体211底部连接；液体出口法兰215与壳体211底部连接；气体出口法兰213与壳体211顶部连接；气液进口法兰214与所述壳体211侧壁连接。

具体地，支撑座212用于对壳体211进行支撑。第一循环管道3包括多段，其中一段连接电解槽1和氢气分离部件22，另一段连接氢气分离部件22和氧气分离部件21，再一段连接氧气分离部件21和电解槽1，从而实现了电解槽1、氧气分离部件21和氢气分离部件22之间电解液的连通。可选的，氧气分离部件21可以设置多个气液进口法兰214和多个液体出口法兰215。氢气分离部件22可以设置多个气液进口法兰214和多个液体出口法兰215。

进一步地，电解槽1通过第一段第一循环管道3与氢气分离部件22的气液进口法兰214连接，第二段第一循环管道3分别连接氢气分离部件22的液体出口法兰215和氧气分离部件21的气液进口法兰214，第三段第一循环管道3分别连接氧气分离部件21的液体出口法兰215，从而实现了电解槽1、氧气分离部件21和氢气分离部件22之间电解液的连通。

在一些可选的实施例中，氧气分离部件21还包括氧气冷却器216，氧气冷却器216与氧气分离部件21的气体出口法兰213连接。

在一些可选的实施例中，氢气分离部件22还包括氢气冷却器226，氢气冷却器226与氢气分离部件22的气体出口法兰213连接。

在一些可选的实施例中，碱液冷凝组件4包括碱液冷却器41、第二循环管道42和第四动力部件43，第二循环管道42分别连接电解槽1和气液分离部件2，碱液冷却器41设置于第二循环管道42，第四动力部件43设置于第二循环管道42、且位于电解槽1和碱液冷却器41之间。

具体地，第二循环管道42的进口端分别与氧气分离部件21和氢气分离部件22的液体出口法兰215连接，第二循环管道42将氧气分离部件21和氢气分离部件22中至少一者的电解液输送至碱液冷却器41，碱液冷却器41电解液冷却后通过第二循环管道42输送至电解槽1，从而能够平衡电解槽1内部电解液的温度。第四动力部件43用于为第二循环管道42提供动力，气液分离部件2中的液体输送至电解槽1的内部。

在一些可选的实施例中，碱液冷凝组件4还包括第三单向阀44，第三单向阀44设置于第二循环管道42、且位于气液分离部件2和碱液冷却器41之间。第三单向阀44保证电解液始终从氧气分离部件21和氢气分离部件22中至少一者流出输送至碱液冷却器41。

另一方面，本发明提供了一种能够控制电解槽内电解液温度的方法，通过以上任一项碱性水制氢系统实现，该方法至少包括以下步骤：响应于电解槽1当前处于开机状态，获取当前电解槽1内电解液的温度，在确定当前电解槽1内电解液温度小于第一预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作对气液分离部件2中的电解液加热，以及控制第一循环管道3保持流通状态，在确定当前电解液温度大于第二预设值时，控制碱液冷凝组件4开启工作对气液分离部件2中的电解液制冷，以及控制第一循环管道3保持流通状态；响应于电解槽1当前处于停机状态，在确定当前电解液温度小于等于第三预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作对气液分离部件2中的电解液加热，控制第一循环管道3保持流通状态，在确定当前电解液温度大于等于第四预设值时，控制碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5停止工作，以及控制第一循环管道3处于流通状态。碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5协同作用，控制电解槽1内电解液的温度，节约加热电解液至预设温度的时间，节能减排。

在一些可选的实施例中，响应于电解槽1当前处于开机状态，获取当前电解槽1内电解液的温度，在确定当前电解槽1内电解液温度小于第一预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作对气液分离部件2中的电解液加热，以及控制第一循环管道3保持流通状态，在确定当前电解液温度大于第二预设值时，控制碱液冷凝组件4开启工作对气液分离部件2中的电解液制冷，以及控制第一循环管道3保持流通状态的步骤还包括：基于当前电解槽1内电解液温度处于大于第一预设值且小于第二预设值时，控制热熔盐换热装置5和碱液冷凝组件4均停止工作，以及控制第一循环管道3保持流通状态。

具体地，确认当前电解槽1处于工作状态，则继续判断电解槽1内电解液的当前的温度是否处于预设温度范围，若当前电解液的温度小于等于第一预设值时，则启动热熔盐换热装置5对气液分离部件2内的电解液加热至预设温度范围，保持第一循环管道3处于畅通状态，使得气液分离部件2中的电解液能够实现循环，从而调整电解槽1内电解液的温度；若当前电解液的温度大于等于第二预设值时，则需要开启所述碱液冷凝组件4对气液分离部件2内的电解液进行制冷，气液分离部件2中的电解液经过碱液冷凝组件4进入电解槽1，当电解液经过碱液冷凝组件4时，会对电解液进行制冷，并将制冷后的电解槽1输送至电解槽1，从而调节电解槽1内电解液的温度，电解槽1内的电解液通过第一循环管道3再次进入气液分离部件2中，使得气液分离部件2再次降温，如此往复，从而控制电解槽1内电解液的温度。确认当前电解槽1内电解液温度处于大于第一预设值且小于第二预设值时，控制热熔盐换热装置5和碱液冷凝组件4均停止工作，保持第一循环管道3处于流通状态，使得电解槽1和气液分离部件2能够始终保持电解液的流通，确认电解槽1保持较高效率的工作状态。

在一些可选的实施例中，响应于电解槽1当前处于停机状态，在确定当前电解液温度小于等于第三预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作对气液分离部件2中的电解液加热，控制第一循环管道3保持流通状态，在确定当前电解液温度大于等于第四预设值时，控制碱液冷凝组件4和热熔盐换热装置5停止工作，以及控制第一循环管道3处于流通状态的步骤包括：基于当前电解槽1内电解液温度处于大于第三预设值且小于第四预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作和停止工作交替进行，且开启工作时间为停止工作时间的一倍，控制第一循环管道3保持流通状态。

具体地，确认当前电解槽1处于非工作状态，判断当前电解液的温度是否处于预设温度范围，如果当前电解液的温度小于等于第三预设值，则需要启动热熔盐换热装置5对当前电解液进行加热，保持第一循环管道3处于畅通状态，使得气液分离部件2中的电解液能够实现循环，从而调整电解槽1内电解液的温度；若当前电解液的温度大于等于第四预设值，则热熔盐换热装置5和碱液冷凝组件4均停止工作，保持第一循环管道3处于畅通状态，使得气液分离部件2与电解槽1能够实现循环，由于电解槽1处于停机状态，等待一定时间后，电解槽1内的温度会持续降温，电解槽1内温度小于第三预设值，热熔盐换热装置5重新启动对气液分离部件2中的电解液进行加热，保持第一循环管道3处于畅通状态，使得气液分离部件2中的电解液能够实现循环，从而调整电解槽1内电解液的温度，使得电解液温度处于第三预设值和第四预设值之间。当前电解槽1内电解液温度处于大于第三预设值且小于第四预设值时，控制热熔盐换热装置5开启工作和停止工作交替进行，且开启工作时间为停止工作时间的一倍，例如，热熔盐换热装置5开启工作2个小时，然后再停止工作1个小时，之后再开启工作2个小时，再次停止工作1个小时，保持第一循环管道3处于畅通状态，使得气液分离部件2中的电解液能够实现循环，从而调整电解槽1内电解液的温度，使得电解液温度处于第三预设值和第四预设值之间。

在一些可选的实施例中，第一预设值为70℃，第二预设值为100℃，第三预设值为70℃，第四预设值为80℃。

在本发明中，术语“多个”则指至少两个或至少两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碱性水制氢系统，其特征在于，包括：

电解槽（1）；

气液分离部件（2），与所述电解槽（1）之间通过第一循环管道（3）连接，所述电解槽（1）和所述气液分离部件（2）之间能够实现电解液的循环，气液分离部件（2）包括氧气分离部件（21）和氢气分离部件（22）；

碱液冷凝组件（4），分别与所述气液分离部件（2）以及所述电解槽（1）连接，所述气液分离部件（2）的电解液能够通过所述碱液冷凝组件（4）流动至所述电解槽（1），所述碱液冷凝组件（4）包括碱液冷却器（41）、第二循环管道（42）和第四动力部件（43），所述第二循环管道（42）分别连接所述电解槽（1）和所述气液分离部件（2），所述碱液冷却器（41）设置于所述第二循环管道（42），所述第四动力部件（43）设置于所述第二循环管道（42）、且位于所述电解槽（1）和所述碱液冷却器（41）之间；所述碱液冷凝组件（4）还包括第三单向阀（44），所述第三单向阀（44）设置于所述第二循环管道（42）、且位于所述气液分离部件（2）和所述碱液冷却器（41）之间；所述第一循环管道（3）包括多段，其中一段连接所述电解槽（1）和所述氢气分离部件（22），另一段连接所述氢气分离部件（22）和所述氧气分离部件（21），再一段连接所述氧气分离部件（21）和所述电解槽（1）；

热熔盐换热装置（5），用于对所述气液分离部件（2）内部的电解液加热，所述热熔盐换热装置（5）包括热熔盐储存组件（51）、第一动力部件（52）、散热部件（53）、进液部件（54）和出液部件（55）；所述热熔盐储存组件（51）设置于所述气液分离部件（2）的外部，所述热熔盐储存组件（51）的内部设置有热熔盐；所述散热部件（53）设置于所述气液分离部件（2）的内部；所述进液部件（54）的一端连接所述散热部件（53）的进液口，另一端连接所述热熔盐储存组件（51）的出液口；所述出液部件（55）的一端连接所述散热部件（53）的出液口，另一端连接所述热熔盐储存组件（51）的进液口；所述第一动力部件（52）设置于所述进液部件（54）；所述散热部件（53）为螺旋式散热管道，所述进液部件（54）和所述螺旋式散热管道进口端连接，所述出液部件（55）与所述螺旋式散热管道出口端；

所述热熔盐储存组件（51）包括第一热熔盐储存部件（511）、第二热熔盐储存部件（512）、加热部件（513）、第一流通管道（514）、第二流通管道（515）、第二动力部件（516）和第三动力部件（517）；所述进液部件（54）与所述第一热熔盐储存部件（511）连接，所述出液部件（55）与所述第二热熔盐储存部件（512）连接，所述加热部件（513）通过所述第一流通管道（514）与所述第一热熔盐储存部件（511）连接，所述加热部件（513）通过所述第二流通管道（515）与所述第二热熔盐储存部件（512）连接，所述第二动力部件（516）设置于所述第一流通管道（514），所述第三动力部件（517）设置于所述第二流通管道（515）；

所述气液分离部件（2）包括氧气分离部件（21）和氢气分离部件（22），所述散热部件（53）包括第一散热部件（531）和第二散热部件（532），所述第一散热部件（531）和所述第二散热部件（532）的进液口与所述进液部件（54）的一端连接，所述第一散热部件（531）和所述第二散热部件（532）的出液口与所述出液部件（55）连接；所述第一散热部件（531）设置于所述氢气分离部件（22）的内部，所述第二散热部件（532）设置于所述氧气分离部件（21）的内部，所述第一散热部件（531）和所述第二散热部件（532）均呈螺旋式散热管道。

2.根据权利要求1所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述加热部件（513）为熔盐加热器。

3.根据权利要求2所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述进液部件（54）为进液管道，所述进液管道设置有第一单向阀（541）。

4.根据权利要求3所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述出液部件（55）为出液管道，所述出液管道设置有第二单向阀（551）。

5.根据权利要求1所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离部件（21）和所述氢气分离部件（22）的结构相同；

所述氧气分离部件（21）包括：壳体（211）、支撑座（212）、气体出口法兰（213）、气液进口法兰（214）和液体出口法兰（215）；所述支撑座（212）与所述壳体（211）底部连接；所述液体出口法兰（215）与所述壳体（211）底部连接；所述气体出口法兰（213）与所述壳体（211）顶部连接；所述气液进口法兰（214）与所述壳体（211）侧壁连接。

6.根据权利要求5所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述氧气分离部件（21）还包括氧气冷却器（216），所述氧气冷却器（216）与所述氧气分离部件（21）的所述气体出口法兰（213）连接。

7.根据权利要求5所述的碱性水制氢系统，其特征在于，所述氢气分离部件（22）还包括氢气冷却器（226），所述氢气冷却器（226）与所述氢气分离部件（22）的所述气体出口法兰（213）连接。

8.一种控制电解槽内电解液温度的方法，用于如权利要求1-7任一项所述的碱性水制氢系统，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：

获取电解槽的当前状态信息，基于电解槽的当前状态信息确定电解槽处于停机状态还是开机状态；

响应于电解槽当前处于开机状态，获取当前电解槽内电解液的温度，在确定当前电解槽内电解液温度小于第一预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，以及控制第一循环管道保持流通状态，在确定当前电解液温度大于第二预设值时，控制碱液冷凝组件开启工作对气液分离部件中的电解液制冷，以及控制第一循环管道保持流通状态；

响应于电解槽当前处于停机状态，在确定当前电解液温度小于等于第三预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作对气液分离部件中的电解液加热，控制第一循环管道保持流通状态，在确定当前电解液温度大于等于第四预设值时，控制碱液冷凝组件和热熔盐换热装置停止工作，以及控制第一循环管道处于流通状态；

基于当前电解槽内电解液温度处于大于第一预设值且小于第二预设值时，控制热熔盐换热装置和碱液冷凝组件均停止工作，以及控制第一循环管道保持流通状态；

基于当前电解槽内电解液温度处于大于第三预设值且小于第四预设值时，控制热熔盐换热装置开启工作和停止工作交替进行，且开启工作时间为停止工作时间的一倍，控制第一循环管道保持流通状态。

9.根据权利要求8所述的控制电解槽内电解液温度的方法，其特征在于，所述第一预设值为70℃，所述第二预设值为100℃，所述第三预设值为70℃，所述第四预设值为80℃。