CN211284557U

CN211284557U - 一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统

Info

Publication number: CN211284557U
Application number: CN201921978152.3U
Authority: CN
Inventors: 宋尧; 陈颀; 齐乐; 王一凡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2029-11-15

Abstract

一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，包括电源，该电源的输出端分别连接蒸汽发生器和电解分离单元并对其供电；所述蒸汽发生器的蒸汽出口连通冷凝回收蒸馏水器管程入口，该冷凝回收蒸馏水器管程出口连通电解液容器入口，提供达标的蒸馏水，电解液容器的出口通过泵连通电解分离单元，电解分离单元的氢和氧出口分别连通氢压缩机和氧压缩机；将压缩后的氢和氧分别送入储氢单元和储存氧单元；最后经商品氢输出管道和商品氧输出管道商用。本实用新型电加热饮用水生产带压水蒸气再冷却生产蒸馏水或直接采用电厂回收乏汽回收蒸馏水，再电解蒸馏水得到氢和氧，是一种廉价且清洁能源的生产系统。

Description

一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统

技术领域

本实用新型涉及电解制氢氧技术领域，具体指一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统。

背景技术

目前各种制氢生产工艺都绕不开原料气提纯费用居高不下的难关，导致燃料电池用氢成本高，新能源汽车商品化进程缓慢。

我国西北太阳能光伏发电地区普遍存在天气阴/晴不定，导致发电上网电压波动，需要调峰设施操作调度。且西电东输线损大；现有的蒸汽热力发电厂，将回收的乏汽冷却为水后重新使用，产生蒸馏水也没有大销路。

因此，能够将太阳能光伏发电或热电厂乏汽就地转化为蒸馏水电解制氢和氧是一条清洁能源生产工艺路线。

实用新型内容

本实用新型提供一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，是一种廉价且清洁能源的生产系统。

一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，包括电源，所述电源的输出端分别连接蒸汽发生器和电解分离单元并对其供电；所述蒸汽发生器的蒸汽出口连通冷凝回收蒸馏水器管程入口，该冷凝回收蒸馏水器管程出口连通电解液容器入口，提供达标的蒸馏水，电解液容器的出口通过泵连通电解分离单元，电解分离单元的氢和氧出口分别连通氢压缩机和氧压缩机；将压缩后的氢和氧分别送入储氢单元和储存氧单元；最后经商品氢输出管道和商品氧输出管道商用。

所述电源为将热电厂回收乏汽引入热电偶热伏发电单元产生的电能，该电能对电解分离单元供电；所述热电偶热伏发电单元出口连通缓冲罐，该缓冲罐顶部连通冷凝器的管程，该冷凝器的管程出口连通电解液容器入口；冷凝器的壳程介质为冷却水。

本实用新型电加热饮用水生产带压水蒸气再冷却生产蒸馏水或直接采用电厂回收乏汽回收蒸馏水，再电解蒸馏水得到氢和氧，是一种廉价且清洁能源的生产系统。其中所使用的电能还可以采用风能、低压头水能、潮汐能及地热能非常规能源发电产生的电能，本实用新型的使用减轻电力调峰设施压力，减少输电线损。

附图说明

图1为本实用新型光伏发电或市电制氢和氧的生产系统框图；

图2为热电厂乏汽发电制氢和氧的生产系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例1，参照图1，一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，包括电源，该电源为太阳能光伏发电系统5或市电14，太阳能光伏发电系统5或市电14的输出端分别连接蒸汽发生器17和电解分离单元4对其供电；所述蒸汽发生器17的蒸汽出口连通冷凝回收蒸馏水器18管程入口，该冷凝回收蒸馏水器18管程出口连通电解液容器1入口，提供达标的蒸馏水，电解液容器1的出口通过泵3连通电解分离单元4，电解分离单元4的氢氧出口分别连通氢压缩机8和氧压缩机9；将压缩后的氢氧送入储氢单元10和储存氧单元11；最后经商品氢输出管道12和商品氧输出管道13商用。

电解液容器1为钢铁或砼基材衬敷塑料或树脂，也可用搪瓷或CFRP玻璃钢材质。

市电14作为应急状态下输入的常规电网电力。

电解液容器1中的水为太阳能蒸馏水单元生产的工业蒸馏水，蒸发残渣不大于2.0%，按规程加入催化剂调配成电解液；电解溶液操作温度不大于59℃；电解液储存运输全过程有氮气保护。所述工业蒸馏水生产单元，由饮用水16进入加热蒸汽发生器17；电加热产生的水蒸气进入冷凝回收蒸馏水器18；经冷却水1冷凝收集的工业蒸馏水进入电解液容器1。

实施例2，参照图2，一种水解制氢和氧的生产系统，包括电源，该电源为将热电厂回收乏汽22引入热电偶热伏发电单元23产生的电能，该电能对电解分离单元4供电；所述热电偶热伏发电单元23出口连通缓冲罐24，该缓冲罐24顶部连通冷凝器25的管程，该冷凝器25的管程出口连通电解液容器1入口；冷凝器25的壳程介质为冷却水26。（缓冲罐24底部出来的冷凝水进入发电厂储水系统。）。

表1现有煤制氢和本实用新型投入产出比较

本实用新型应用实例：

1、将甘肃、宁夏、青海、新疆、西藏及内蒙地区现有太阳能光伏发电站，在国道及地区道路边建设太阳能发电电解氢和氧的生产装置。将商品液氢出售给过往氢能源机动车，以及政府、企业及家庭用氢客户；液氧则出售给煤制氢企业。使用本实用新型后，中间产品粗氢干燥净化工序简化30%，氢提纯工艺简化50%，纯氢的生产成本较煤制氢工艺降低30%以上；电解催化剂使用寿命提高7.5%以上。减少西电东输高压电损＞1.5%。

兰州现有的蒸汽供热联产发电厂，将不大于1.0Mpa的回收乏汽22引入热电偶热伏发电单元23，生产的电量进电解分离单元4。用乏汽生产的电力将蒸馏水电解生产商品氢。同时，产品氧再进入下一流程生产商品过氧化氢。使用本发明后，工业蒸馏水生产成本较常规降低50%以上；发电上网线损减少＞1.5%。

Claims

1.一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，包括电源，其特征在于，所述电源的输出端分别连接蒸汽发生器（17）和电解分离单元（4）对其供电；所述蒸汽发生器（17）的蒸汽出口连通冷凝回收蒸馏水器（18）管程入口，该冷凝回收蒸馏水器（18）管程出口连通电解液容器（1）入口，提供达标的蒸馏水，电解液容器（1）的出口通过泵（3）连通电解分离单元（4），电解分离单元（4）的氢和氧出口分别连通氢压缩机（8）和氧压缩机（9）；将压缩后的氢和氧分别送入储氢单元（10）和储存氧单元（11）；最后经商品氢输出管道（12）和商品氧输出管道（13）商用。

2.根据权利要求1所述的一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，其特征在于，所述电源为太阳能光伏发电系统（5），该太阳能光伏发电系统（5）的输出端分别连接蒸汽发生器（17）和电解分离单元（4）对其供电。

3.根据权利要求1所述的一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，其特征在于，所述电源为市电（14），该市电（14）的输出端分别连接蒸汽发生器（17）和电解分离单元（4）对其供电。

4.根据权利要求1所述的一种用蒸馏水电解制氢和氧的生产系统，其特征在于，所述电源为将热电厂回收乏汽（22）引入热电偶热伏发电单元（23）产生的电能，该电能对电解分离单元（4）供电；所述热电偶热伏发电单元（23）出口连通缓冲罐（24），该缓冲罐（24）顶部连通冷凝器（25）的管程，该冷凝器（25）的管程出口连通电解液容器（1）入口；冷凝器（25）的壳程介质为冷却水（26）。