CN216891240U - 水电解制氢装置的排放液回收系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种水电解制氢装置的排放液回收系统，该排放液回收系统包括自制氢装置的出气口上依次连接的气液分离器、洗涤器、气体冷却器、以及气水分离器，该排放液回收系统用于收集气水分离器排出的水，排放液回收系统还包括一端连接至气水分离器的出水口，另一端连接至洗涤器的回收管路、以及设置在回收管路上的储水罐和泵送件。气体冷却器出来的气体通入气水分离器，分离出来的水可集中回收在储水罐中，并在泵送件的作用下进入洗涤器内进行回收利用，实现气水分离器中水的回收利用，从而有效回收因气体排出系统夹带的原料液，实现制氢装置运行过程中的零排放，减少了原料液的补充量。

Description

水电解制氢装置的排放液回收系统

技术领域

本公开涉及水电解制氢技术领域，具体地，涉及一种水电解制氢装置的排放液回收系统。

背景技术

水电解制氢装置，以水为原料，在直流电的作用下被分解成氢气和氧气。在氢气出气侧和氧气出气侧生成的气体中会夹带少量的水雾和水汽，因此必须不断地给系统补充原料水，以维持两分离器液位和电解液浓度的稳定。

在水电解制氢系统中制氢装置的出气口，以氢气出气口为例，依次连接有气液分离器、洗涤器、气体冷却器以及气水分离器，洗涤器用于洗掉气体中的电解液，气体冷却器用于将气体中的水冷凝，冷却后的气体通入气水分离器用于实现气体和水的分离，以实现气体的纯化。相关技术中，仅涉及对电解液的回收和气体冷却器中水的回收，并不涉及气水分离后产生水的回收，在气水分离后产生的水并未得到回收利用，通常是通过系统终端的集水器收集后，待液体集到一定的量时，定时进行排放，造成原料水的浪费，从而增加整个系统的补水量。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种水电解制氢装置的排放液回收系统，以解决气水分离器产生的水并未得到回收利用的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种水电解制氢装置的排放液回收系统，包括自制氢装置的出气口上依次连接的气液分离器、洗涤器、气体冷却器、以及气水分离器，所述排放液回收系统用于收集所述气水分离器排出的水，所述排放液回收系统还包括一端连接至所述气水分离器的出水口，另一端连接至所述洗涤器的回收管路、以及设置在所述回收管路上的储水罐和泵送件。

可选地，所述排放液回收系统还包括设置在所述储水罐上的第一液位计。

可选地，连接所述气水分离器和所述储水罐的管路上设置有阀门。

可选地，所述排放液回收系统还包括设置在所述气水分离器上的第二液位计。

可选地，所述阀门为气动阀。

可选地，所述储水罐的上端形成有排气口，所述排气口上连接有阻火器。

可选地，所述排放液回收系统还包括第一控制器，所述第一控制器分别与所述泵送件和所述第一液位计相连接。

可选地，所述排放液回收系统还包括第二控制器，所述第二控制器分别与所述阀门和所述第二液位计相连接。

通过上述技术方案，从气体冷却器出来的气体通入气水分离器，分离出来的水可集中回收在储水罐中，并在泵送件的作用下进入至洗涤器内进行回收利用，实现气水分离器中水的回收利用，有效回收制氢装置中因气体排出系统夹带的原料液，克服现有流程中对气水分离器产生的水不回收导致补液量增加的缺陷，实现水电解制氢装置运行过程中的零排放，减少了原料液的补充量，实现补液系统的高利用率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一种实施方式的水电解制氢装置排放液回收系统的示意图。

图2是根据本公开一种实施方式的水电解制氢装置排放液回收系统控制器连接的示意图。

图3是根据本公开一种实施方式的水电解制氢装置排放液回收系统的控制方法的流程框图。

图4是根据本公开另一种实施方式的水电解制氢装置排放液回收系统的控制方法的流程框图。

附图标记说明

1-气水分离器；11-第二液位计；2-储水罐；21-第一液位计；22-排气口；3-洗涤器；4-泵送件；5-阀门；6-阻火器；71-第一控制器；72-第二控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上游”、“下游”是根据排放液回收系统实际排液流向进行定义的，排放液回收系统中液体的流动方向具体地可以参照图1中箭头所指的方向，使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。

为解决现有技术中气水分离器1产生的水无法得到回收利用的问题，根据本公开的一种实施方式，提供一种水电解制氢装置的排放液回收系统，如图1所示，该排放液回收系统包括自制氢装置的出气口依次连接的气液分离器、洗涤器3、气体冷却器、以及气水分离器1(气液分离器、气体冷却器在图中未示出)，氢气由制氢装置中电解产生，从出气口中流出的气体会带有电解液水汽，氢气与电解液水汽的混合物流入气液分离器中进行气液分离，再流入洗涤器3中对电解液进行进一步洗涤流入气体冷却器，冷却后的气体通入气水分离器1中进行气水分离。在现有技术中，通常只对气体冷却器中的冷凝水进行回收，但是对后续流程中的气水分离产生的水不做回收循环处理。在本实施方案中，排放液回收系统用于收集气水分离器1排出的水，排放液回收系统还包括一端连接至气水分离器1的出水口，另一端连接至洗涤器3的回收管路、以及设置在回收管路上的储水罐2和泵送件4。本公开提供的排放液回收系统可以设置在氢气出气口侧、氧气出气口侧，或者两侧同时设置本公开提供的排放液回收系统，具体下文中将以设置在氢气出气口侧为例对该回收系统进行详细介绍。气水分离器1的顶端形成有出气口，实现对气体的收集和利用，底端形成有出液口，并通过管路与储水罐2相连接。

通过上述技术方案，从气体冷却器出来的气体通入气水分离器1，气水分离器1分离出来的气体可以集中输出，分离出来的水可集中回收在储水罐2中，并在泵送件4的作用下进入洗涤器3内进行回收利用，实现气水分离器1中水的回收利用，有效回收制氢装置中因气体排出系统夹带的原料液，克服现有流程中对气水分离器1产生的水不回收导致补液量增加的缺陷，实现水电解制氢装置运行过程中的零排放，减少了原料液的补充量，实现补液系统的高利用率。

另外，泵送件4可以配置为，当储水罐2内的水位达到第一预定值时，可以将储水罐2内的水泵送至洗涤器3中，若储水罐2中的水位未达到第一预定值，泵送件4可以关闭，使气水分离器1的水流入储水罐2继续储存。储水罐2的出水端封闭，又由于气体和水存在密度差，水中的气体可以分离至储水罐2的顶端，使水中的含气量进一步减少。

需要说明的是，储水罐2可以为普通储水罐，也可以为水封罐，本公开对此不做限定。泵送件4可以为计量泵，其他容积泵、往复泵等也均在本公开的保护范围内。

在上述实施方式里，可以由操作人员主动观察储水罐2的水位来对泵送件4进行控制，此种方式需要人工参与，浪费劳力。因此，根据本公开的一种实施方式，如图1所示，排放液回收系统还可以包括设置在储水罐2上的第一液位计21，第一液位计21和泵送件4均可以连接有第一控制器71，如图2所示，泵送件4的启停根据设置在储水罐2外的第一液位计21由第一控制器71进行控制，无需人工参与。第一控制器71的控制方式将在下文具体说明。

根据本公开的一种实施方式，如图1所示，连接气水分离器1和储水罐2的管路上设置有阀门5。阀门5可以用来控制气水分离器1的开闭，可以使气水分离器1产生的水可以暂时储存在其内部，待液位达到一定值时，再打开阀门5，使水输送至储水罐2。

需要说明的是，阀门5可以为气动阀，也可以为手动阀、电磁阀等，本公开对此不做限定。

另外，阀门5配置可以为，当气水分离器1内的水位达到第二预定值时，阀门5处于打开状态，以将气水分离器1内的水输送至储水罐2，若气水分离器1中的水位未达到第二预定值，阀门5可以关闭，使气水分离器1分离出的水继续储存，分离的气体从气水分离器1上端的气体出口排出，经调节阀输出，水流入储水罐2且含气量进一步减少。

在上述实施方式里，可以由操作人员主动观察气水分离器1的水位来对阀门5进行控制，此种方式需要人工参与，浪费劳力。因此，根据本公开的一种实施方式，如图1所示，排放液回收系统还可以包括设置在气水分离器1上的第二液位计11，第二液位计11和阀门5均可以连接有第二控制器72，如图2所示，阀门5的启停根据设置在储水罐2外的第二液位计11由第二控制器72进行控制，无需人工参与。

在上述实施方式中，如图1所示，储水罐2的上端形成有排气口22，用于排出上文中提到的分离至储水罐2的顶端的气体。排气口22上可以连接有阻火器6，阻火器6可以仅设置在氢气出口侧，排出的氢气连接到室外并经阻火器6放空，防止外部火源返回引起氢气着火，保证了安全，避免了氢气的燃爆风险。

另外，在本公开提供的排放液回收系统中，打开阀门5，分离产生的水可在重力作用下自动流入储水罐2内，而储水罐2在安装时不存在有利于水能自动流入洗涤器3的高度差，因此在连接两者的管路上设置泵送件4，为水的流动提供动力。

在上述方案的基础上，本公开还提供一种水电解制氢装置的排放液回收系统的控制方法，如图2和图3所示，排放液回收系统可以为上文中的水电解制氢装置的排放液回收系统，排放液回收系统还可以包括第一控制器71，其中第一控制器71分别与泵送件4和第一液位计21相连接，在该控制方法中，包括步骤S302，根据第一液位计21获取的储水罐2内的水位，控制泵送件4，将储水罐2收集的水泵送至洗涤器3中，当水位达到对应高度时，即可以为上文中提到的第一预定值时，及时将水输送至洗涤器3中。

进一步地，如图2和图4所示，排放液回收系统还可以包括第二控制器72，第二控制器72分别与阀门5和第二液位计11相连接，在该控制方法中，包括步骤S301，根据第二液位计11获取的气水分离器1内的水位，控制阀门5，将气水分离器1分离出来的水输送至储水罐2中。当水位达到对应高度时，即可以为上文中提到的第二预定值时，及时将气水分离器1中产生的水排出，避免影响其气液分离效率。

具体地，在上述方案中，第一预定值可以设为储水罐2的总体积的1/3～1/2，判断水位是否为储水罐2的总体积的1/3～1/2，当第一液位计21获取的水位为储水罐2的总体积的1/3～1/2时，第一控制器71控制泵送件4打开。

上述方案中，第二预定值可以设为气水分离器1的总体积的1/4～1/2，判断水位是否为气水分离器1的总体积的1/4～1/2，当第二液位计11获取的水位为气水分离器1的总体积的1/4～1/2时，第二控制器72控制阀门5打开。即如图4所示，第一控制器71和第二控制器72的控制策略为：步骤401，根据第二液位计11获取的气水分离器1的水位；步骤402，判断水位是否为气水分离器1的总体积的1/4-1/2；步骤403，控制阀门5，将气水分离器1分离出来的水输送至储水罐2；进一步地，还包括，步骤404，根据第一液位计21获取的储水罐2的水位；步骤405，判断水位是否为储水罐2的总体积的1/3-1/2；步骤406，控制泵送件4打开，将储水罐2收集的水泵送至洗涤器3，最终实现气水分离器1中水的回收利用。

另外，需要说明的是，上述方案中所提及的第一控制器71和第二控制器72可以为两个单独的控制器，也可以采用同一个控制器同时实现对阀门5和泵送件4的控制，均属于本公开的保护范围。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，包括自制氢装置的出气口上依次连接的气液分离器、洗涤器(3)、气体冷却器、以及气水分离器(1)，所述排放液回收系统用于收集所述气水分离器(1)排出的水，所述排放液回收系统还包括一端连接至所述气水分离器(1)的出水口，另一端连接至所述洗涤器(3)的回收管路、以及设置在所述回收管路上的储水罐(2)和泵送件(4)。

2.根据权利要求1所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述排放液回收系统还包括设置在所述储水罐(2)上的第一液位计(21)。

3.根据权利要求2所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，连接所述气水分离器(1)和所述储水罐(2)的管路上设置有阀门(5)。

4.根据权利要求3所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述排放液回收系统还包括设置在所述气水分离器(1)上的第二液位计(11)。

5.根据权利要求3所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述阀门(5)为气动阀。

6.根据权利要求4所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述排放液回收系统还包括第一控制器(71)，所述第一控制器(71)分别与所述泵送件(4)和所述第一液位计(21)相连接。

7.根据权利要求6所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述排放液回收系统还包括第二控制器(72)，所述第二控制器(72)分别与所述阀门(5)和所述第二液位计(11)相连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的水电解制氢装置的排放液回收系统，其特征在于，所述储水罐(2)的上端形成有排气口(22)，所述排气口(22)上连接有阻火器(6)。

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