CN216864346U - 一种双侧供水的pem电解槽制氢系统 - Google Patents
一种双侧供水的pem电解槽制氢系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，包括水箱、变频调节泵、氧气侧气液分离罐、氧气侧气水分离器、换热器、电制冷器、氢气侧气水分离器、整流变压器、控制器。本实用新型的有益效果是：由控制器对电负荷进行评估，在低负荷下采用电解槽仍沿用阳极侧供水，而在高负荷下电解槽采用两侧供水的方式进行供水，这样可以最大程度的降低供水对催化层的破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制氢系统，具体为一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，属于制氢行业技术领域。
背景技术
PEM电解槽在工作时会产生大量的热，从而引起PEM电解槽内温度过高，使电解槽内核心组件膜电极寿命下降，严重时会发生电解质膜破裂，氢气与氧气得互窜发生爆炸。
PEM电解槽供水时会采用过量供水的方式，移除PEM电解槽工作时产生的热量，但电解槽高负荷下运行时效率较低、发热较大，需移除的热量较多，这使得阳极侧供水量过大；这会对阳极侧催化层造成较大的冲击，使附着在催化层表面的催化剂脱落至水中；一方面催化剂的脱落会使电解槽的性能下降，另一方面催化剂可能会沉降至质子交换膜内，沉降量过大会使质子交换膜内形成电通路，造成小室短路。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决问题而提供一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，包括
水箱，其与供水端相连接并用于储存经由纯水系统净化的循环纯水，且所述水箱通过变频调节泵将存储的纯水经由管道泵入电解槽中；
氧气侧气液分离罐，其用于将氧气产物气与循环水进行分离，并与电解槽的阳极端相连接；
氧气侧气水分离器，其用于将氧气产物气中夹带的水蒸气进行分离，且其与所述氧气侧气液分离罐的氧气产物气输出管道相连接；
氢气侧气水分离器，其用于将氢气产物气中夹带的液滴分离，并与电解槽的阴极端相连接；
整流变压器，其用于将供电转化成电解槽所需电压，且其连接在电解槽的供电线路上。
作为本实用新型再进一步的方案：所述水箱对电解槽的供水管道上安置有用于对供水进行换热的换热器，且所述换热器连接有用于对换热流体进行热交换的电制冷器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述水箱的供水管道分别接入电解槽的阳极侧供水口和阴极侧供水口，且接入阴极侧供水口的供水管道上安装有电磁控制阀门。
作为本实用新型再进一步的方案：所述电磁控制阀门通过控制器进行开闭控制。
作为本实用新型再进一步的方案：所述氧气侧气水分离器所分离出来的氧气产物气和氢气侧气水分离器所分离出来的氢气产物气均通过气相色谱分析后再高空排放。
作为本实用新型再进一步的方案：所述氧气侧气水分离器所分离出来的循环水经由电导率仪判断水质是否达标。
本实用新型的有益效果是：由控制器对电负荷进行评估，在低负荷下采用电解槽仍沿用阳极侧供水，而在高负荷下电解槽采用两侧供水的方式进行供水，这样可以最大程度的降低供水对催化层的破坏。
附图说明
图1为本实用新型工作原理示意图。
图中：1、水箱，2、变频调节泵，3、氧气侧气液分离罐，4、氧气侧气水分离器，5、换热器，6、电制冷器，7、氢气侧气水分离器，8、整流变压器，9、控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参阅图1，一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，包括
水箱1，其与供水端相连接并用于储存经由纯水系统净化的循环纯水，且所述水箱1通过变频调节泵2将存储的纯水经由管道泵入电解槽中；
氧气侧气液分离罐3，其用于将氧气产物气与循环水进行分离，并与电解槽的阳极端相连接；
氧气侧气水分离器4，其用于将氧气产物气中夹带的水蒸气进行分离，且其与所述氧气侧气液分离罐3的氧气产物气输出管道相连接；
氢气侧气水分离器7，其用于将氢气产物气中夹带的液滴分离，并与电解槽的阴极端相连接；
整流变压器8，其用于将供电转化成电解槽所需电压，且其连接在电解槽的供电线路上。
在本实用新型实施例中，所述水箱1对电解槽的供水管道上安置有用于对供水进行换热的换热器5，且所述换热器5连接有用于对换热流体进行热交换的电制冷器6，对供给到电解槽中的循环水进行降温处理，以避免产生大量的热。
在本实用新型实施例中，所述水箱1的供水管道分别接入电解槽的阳极侧供水口和阴极侧供水口，且接入阴极侧供水口的供水管道上安装有电磁控制阀门，以能够在高负荷下对电解槽采用两侧供水的方式进行供水，这样可以最大程度的降低供水对催化层的破坏。
在本实用新型实施例中，所述电磁控制阀门通过控制器9进行开闭控制，由控制器9对电负荷进行评估，以实现在高负荷的情况下对电解槽采用两侧供水的方式进行供水，在低负荷的情况下只对电解槽阳极侧供水口进行供水。
实施例二
请参阅图1，一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，包括
水箱1，其与供水端相连接并用于储存经由纯水系统净化的循环纯水，且所述水箱1通过变频调节泵2将存储的纯水经由管道泵入电解槽中；
氧气侧气液分离罐3，其用于将氧气产物气与循环水进行分离，并与电解槽的阳极端相连接；
氧气侧气水分离器4，其用于将氧气产物气中夹带的水蒸气进行分离，且其与所述氧气侧气液分离罐3的氧气产物气输出管道相连接；
氢气侧气水分离器7，其用于将氢气产物气中夹带的液滴分离，并与电解槽的阴极端相连接；
整流变压器8，其用于将供电转化成电解槽所需电压，且其连接在电解槽的供电线路上。
在本实用新型实施例中，所述氧气侧气水分离器4所分离出来的氧气产物气和氢气侧气水分离器7所分离出来的氢气产物气均通过气相色谱分析后再高空排放。
在本实用新型实施例中，所述氧气侧气水分离器4所分离出来的循环水经由电导率仪判断水质是否达标，若满足电解槽需求则继续循环输入电解槽中，若水质不达标则排出。
工作原理：供电经由控制器9进行评估，低负荷下，整流变压器8将电压转换至电解槽所需电压；由纯水系统净化的循环水储存于水箱1中，经由变频调节泵2和换热器5输入电解槽阳极侧供水口中，循环水会在换热器5中与换热流体进行热交换，换热流体的温度由电制冷器6进行控制，经过电解后产生产物气氢气和氧气；氧气产物气经由氧气侧气液分离罐3，将循环水与氧气产物气进行分离，分离的氧气产物气经由氧气侧气水分离器4将氧气产物气中夹带的液滴进行分离，使用气相色谱对分离后的产物气进行分析，最后高空排放；分离后的循环水经由电导率仪判断水质，若满足电解槽需求则经由换热器5输入电解槽中，若水质不达标则排出；氢气产物气经由氢气侧气液分离器7将氢气产物气中夹带的液滴分离，使用气相色谱对分离后的产物气进行分析，最后高空排放。高负荷下，控制器9会打开阴极侧供水管路的控制阀进行双侧供水，其余流程一致。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：包括
水箱(1)，其与供水端相连接并用于储存经由纯水系统净化的循环纯水，且所述水箱(1)通过变频调节泵(2)将存储的纯水经由管道泵入电解槽中；
氧气侧气液分离罐(3)，其用于将氧气产物气与循环水进行分离，并与电解槽的阳极端相连接；
氧气侧气水分离器(4)，其用于将氧气产物气中夹带的水蒸气进行分离，且其与所述氧气侧气液分离罐(3)的氧气产物气输出管道相连接；
氢气侧气水分离器(7)，其用于将氢气产物气中夹带的液滴分离，并与电解槽的阴极端相连接；
整流变压器(8)，其用于将供电转化成电解槽所需电压，且其连接在电解槽的供电线路上。
2.根据权利要求1所述的一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：所述水箱(1)对电解槽的供水管道上安置有用于对供水进行换热的换热器(5)，且所述换热器(5)连接有用于对换热流体进行热交换的电制冷器(6)。
3.根据权利要求1所述的一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：所述水箱(1)的供水管道分别接入电解槽的阳极侧供水口和阴极侧供水口，且接入阴极侧供水口的供水管道上安装有电磁控制阀门。
4.根据权利要求3所述的一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：所述电磁控制阀门通过控制器(9)进行开闭控制。
5.根据权利要求1所述的一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：所述氧气侧气水分离器(4)所分离出来的氧气产物气和氢气侧气水分离器(7)所分离出来的氢气产物气均通过气相色谱分析后再高空排放。
6.根据权利要求1所述的一种双侧供水的PEM电解槽制氢系统，其特征在于：所述氧气侧气水分离器(4)所分离出来的循环水经由电导率仪判断水质是否达标。
Priority Applications (1)
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| CN202123123430.7U CN216864346U (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 一种双侧供水的pem电解槽制氢系统 |
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2021
- 2021-12-13 CN CN202123123430.7U patent/CN216864346U/zh active Active
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