CN219117572U - 一种电解水制氢系统的节能快速启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，包括电解槽，所述电解槽上连接有直流电源，所述电解槽的一侧连接有气水分离器A，所述电解槽的另一侧连接有气水分离器B，所述气水分离器B上连接有氧气收集系统和去离子器，所述气水分离器A上连接有氢气收集系统，所述电解槽上连接有换热器，所述换热器上连接有循环泵和冷却泵，所述冷却泵上连接有储热罐和散热器。该电解纯水制氢系统节能快速启动装置能够在不消耗额外电力的基础上提高系统的启动速率，提高了系统的整体效率。

Description

一种电解水制氢系统的节能快速启动装置

技术领域

本实用新型涉及制氢领域，具体为一种电解水制氢系统的节能快速启动装置。

背景技术

氢能是一种清洁能源，电解水制氢是一种高效清洁的制氢方式，转换过程清洁无污染，原料仅有水，是一种理想的氢能供应装置。如使用的电能为0碳排放的可再生能源，则生产的氢气可称为绿氢。将电解槽、直流电源、热管理系统、水处理供应装置、氢气处理装置和氧气处理装置组合，即可构成一套电解水制氢系统。相对于传统的煤制氢、天然气制氢，不会产生碳排放和其他污染。

电解制氢系统的制氢能力和电解液的温度直接相关，低温下制氢能力较低，达到较高的额定工作温度后才能以额定能力制氢。系统在长时间停机冷却后，电解液温度将降低至接近室温，重新启动后依赖于自身电解反应放热加热电解液，启动速度很慢，一般需要1-2小时才可以达到额定功率，严重影响氢气生产。为了提高碱液制氢系统的启动速度，可在电解液冷却回路中增加电加热器，用于在启动时段对电解液加热。但这带来了额外的功率需求，降低了系统整体的能量转换效率；为此提供了一种电解水制氢系统的节能快速启动装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，包括电解槽，所述电解槽上连接有直流电源，所述电解槽的一侧连接有气水分离器A，所述电解槽的另一侧连接有气水分离器B，所述气水分离器B上连接有氧气收集系统和去离子器，所述气水分离器A上连接有氢气收集系统，所述电解槽上连接有换热器，所述换热器上连接有循环泵和冷却泵，所述冷却泵上连接有储热罐和散热器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述冷却泵通过管道分别与储热罐和散热器相连，所述储热罐和散热器与冷却泵的连接管道上安装有三通阀。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述冷却泵、储热罐和散热器均与换热器通过管道相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电解槽与直流电源电性连接，所述电解槽通过管道分别与气水分离器A和气水分离器B相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述气水分离器A通过管道与氢气收集系统相连，所述气水分离器B通过管道分别与氧气收集系统和去离子器相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述循环泵通过管道分别与气水分离器B和换热器相连。

本实用新型的有益效果是：该电解纯水制氢系统节能快速启动装置能够在不消耗额外电力的基础上提高系统的启动速率，提高了系统的整体效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：电解槽1、直流电源2、气水分离器A3、气水分离器B4、氢气收集系统5、氧气收集系统6、去离子器7、循环泵8、冷却泵9、储热罐10、换热器11、散热器12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，包括电解槽1，电解槽1上连接有直流电源2，电解槽1的一侧连接有气水分离器A3，电解槽1的另一侧连接有气水分离器B4，气水分离器B4上连接有氧气收集系统6和去离子器7，气水分离器A3上连接有氢气收集系统17，电解槽1上连接有换热器11，换热器11上连接有循环泵8和冷却泵9，冷却泵 9上连接有储热罐10和散热器12。

冷却泵9通过管道分别与储热罐10和散热器12相连，储热罐 10和散热器12与冷却泵9的连接管道上安装有三通阀。

冷却泵9、储热罐10和散热器12均与换热器11通过管道相连。

电解槽1与直流电源2电性连接，电解槽1通过管道分别与气水分离器A3和气水分离器B4相连。

气水分离器A3通过管道与氢气收集系统5相连，气水分离器B4 通过管道分别与氧气收集系统6和去离子器7相连。

循环泵8通过管道分别与气水分离器B4和换热器11相连。

工作原理：一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，包括电解槽1、直流电源2、气水分离器A3、气水分离器B4、氢气收集系统5、氧气收集系统6、去离子器7、循环泵8、冷却泵9、储热罐10、换热器11和散热器12，某制氢能力为5标方每小时的制氢系统电解槽和电解液热容为0.7MJ/℃，经12小时停机后再次启动，初始启动温度为5℃，系统额定功率工作温度为65℃，如利用电解反应热量的自加热方法，加热到65℃约需2h；如采取电加热方法，需耗电约12kWh。为了在不产生额外电耗的前提下快速启动该系统，如图1所示，储热罐10是用于储存制氢系统运行时产生的废热，热容为约7MJ/℃，上一次停机时储热罐内储热介质已被加热到65℃，经12小时停机后，温度下降到60℃；流量分配三通阀，用于分配电解液在散热管路和储热管路之间的流量，本次启动时，冷却泵9启动后三通阀接入储热回路，利用储热介质通过换热器加热电解液；

整个过程利用控制器监测电解液回路的温度，控制流量分配三通阀；判断储热罐的温度为60℃，高于电解液的5℃，启动过程三通阀接入储热回路；电解液温度被储热介质加热到约52℃，同时储热介质的温度也下降到55℃。此时，控制器判断储热介质和电解液温差已较小，切换三通阀接入冷却回路，系统依靠电解反应的废热加热电解质到65℃。当电解系统正常在额定功率工作时，分配部分冷却液到储热罐，用于加热储热介质，用于下一次启动。整个启动过程额外消耗的电量为0，启动加热电解液的时间由2小时降低到0.6小时。

该电解纯水制氢系统节能快速启动装置能够在不消耗额外电力的基础上提高系统的启动速率，提高了系统的整体效率。

上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，包括电解槽（1），其特征在于：所述电解槽（1）上连接有直流电源（2），所述电解槽（1）的一侧连接有气水分离器A（3），所述电解槽（1）的另一侧连接有气水分离器B（4），所述气水分离器B（4）上连接有氧气收集系统（6）和去离子器（7），所述气水分离器A（3）上连接有氢气收集系统（5），所述电解槽（1）上连接有换热器（11），所述换热器（11）上连接有循环泵（8）和冷却泵（9），所述冷却泵（9）上连接有储热罐（10）和散热器（12）。

2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，其特征在于：所述冷却泵（9）通过管道分别与储热罐（10）和散热器（12）相连，所述储热罐（10）和散热器（12）与冷却泵（9）的连接管道上安装有三通阀。

3.根据权利要求1所述的一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，其特征在于：所述冷却泵（9）、储热罐（10）和散热器（12）均与换热器（11）通过管道相连。

4.根据权利要求1所述的一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，其特征在于：所述电解槽（1）与直流电源（2）电性连接，所述电解槽（1）通过管道分别与气水分离器A（3）和气水分离器B（4）相连。

5.根据权利要求1所述的一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，其特征在于：所述气水分离器A（3）通过管道与氢气收集系统（5）相连，所述气水分离器B（4）通过管道分别与氧气收集系统（6）和去离子器（7）相连。

6.根据权利要求1所述的一种电解水制氢系统的节能快速启动装置，其特征在于：所述循环泵（8）通过管道分别与气水分离器B（4）和换热器（11）相连。

Images