CN219972492U - 制氢系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种制氢系统。其中，该制氢系统包括：电解组件，包括用于对碱液进行电解的电解槽，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置；碱液存储组件，包括与电解组件的出液口相连的至少一个碱液储罐，其中，碱液储罐用于容纳气液分离装置排出的碱液，碱液储罐的进液口与气液分离装置的出液口连接，碱液储罐的出液口与电解槽的进液口连接。本申请解决了现有碱性水电解制氢系统动态响应差的技术问题。

Description

制氢系统

技术领域

本申请涉及电解水制氢领域，具体而言，涉及一种制氢系统。

背景技术

由于制氢系统中碱液循环的特点，膜具有孔隙和密封技术不到位，以及氢侧和氧侧之间的物质交换和溶解在电解液中的气体交换等原因，存在阳极侧的氧气混入氢气，阴极侧的氢气中混入氧气的现象。

在碱性水电解制氢系统中，氧中氢浓度大于4％时有发生燃爆的风险，但为更保险，工程上以氧中氢<2％作为系统停机的重要指标，这也是造成碱性水电解制氢系统运行范围窄、动态响应差，下限在20％～40％之间的本质原因。

针对上述现有碱性水电解制氢系统动态响应差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种制氢系统，以至少解决现有碱性水电解制氢系统动态响应差的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种制氢系统，包括：电解组件，包括用于对碱液进行电解的电解槽，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置；碱液存储组件，包括与所述电解组件的出液口相连的至少一个碱液储罐，其中，所述碱液储罐用于容纳所述气液分离装置排出的碱液，所述碱液储罐的进液口与所述气液分离装置的出液口连接，所述碱液储罐的出液口与所述电解槽的进液口连接。

可选地，所述气液分离装置包括：与所述电解槽中阳极相连的第一氧侧气液分离装置，和与所述电解槽中阴极相连的第一氢侧气液分离装置，其中，所述第一氧侧气液分离装置用于将氧气与碱液分离，所述第一氢侧气液分离装置用于将氢气与碱液分离；所述碱液存储组件包括：分别与所述第一氢侧气液分离装置和所述第一氧侧气液分离装置相连的第一混合碱液储罐，其中，所述第一混合碱液储罐用于混合并容纳所述第一氢侧气液分离装置和所述第一氧侧气液分离装置排出的碱液。

可选地，所述碱液存储组件还包括：与第一混合碱液储罐的出液口相连的第二混合碱液储罐，其中，所述第二混合碱液储罐内部的压力低于所述第一混合碱液储罐内部的压力。

可选地，所述电解组件还包括：第一氢侧洗涤器，与所述第一氢侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第一氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至所述第一混合碱液储罐；第一氧侧洗涤器，与所述第一氧侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第一氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至所述第一混合碱液储罐。

可选地，所述气液分离装置包括：与所述电解槽中阳极相连的第二氧侧气液分离装置，和与所述电解槽中阴极相连的第二氢侧气液分离装置，其中，所述第二氧侧气液分离装置用于将氧气与碱液分离，所述第二氢侧气液分离装置用于将氢气与碱液分离；所述碱液存储组件包括：与所述第二氢侧气液分离装置相连的第一氢侧碱液储罐，和与所述第二氧侧气液分离装置相连的第一氧侧碱液储罐。

可选地，所述碱液存储组件还包括：与所述第一氢侧碱液储罐的出液口相连的第二氢侧碱液储罐，其中，所述第二氢侧碱液储罐内部的压力低于所述第一氢侧碱液储罐内部的压力；与所述第一氧侧碱液储罐的出液口相连的第二氧侧碱液储罐，其中，所述第二氧侧碱液储罐内部的压力低于所述第一氧侧碱液储罐内部的压力。

可选地，所述电解组件还包括：第二氢侧洗涤器，与所述第二氢侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第二氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至所述第一氢侧碱液储罐；第二氧侧洗涤器，与所述第二氧侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第二氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至所述第一氧侧碱液储罐。

可选地，所述碱液储罐包括：罐体、设置在所述罐体上的罐体进气口、罐体出气口、罐体进液口和罐体出液口；所述罐体，用于容纳碱液和预先充入的惰性气体；所述罐体进气口和所述罐体出气口，设置在所述罐体内碱液的液面以上，用于控制所述罐体内气体的流通调整所述罐体内部的压力；所述罐体进液口和所述罐体出液口，设置在所述罐体内碱液的液面以下，用于控制所述罐体内碱液的流通调整所述罐体内碱液的液面高度。

可选地，所述碱液储罐还包括：进液管路，设置在所述罐体内部，用于向所述碱液储罐输送碱液，其中，所述进液管路的进料口与所述罐体进液口连接，所述进液管路的出料口高于所述罐体内碱液的液面，所述罐体进液口设置在所述罐体的底部。

可选地，所述系统还包括：循环组件，设置在所述电解组件和所述碱液存储组件之间，用于控制所述电解组件和所述碱液存储组件间的碱液循环，其中，所述循环组件包括：第一循环部件，连接在所述电解组件的出液口和所述的碱液存储组件进液口之间，用于将所述电解组件排出的碱液补充至所述碱液存储组件；第二循环部件，连接在所述碱液存储组件的出液口和所述电解组件的进液口之间，用于将所述碱液存储组件排出的碱液补充至所述电解组件，所述第一循环部件和所述第二循环部件包括：循环泵和/或阀门。

可选地，在所述第一循环部件为阀门的情况下，阀门进液口与所述电解组件的出液口连接，阀门第一出液口与所述碱液存储组件的进液口连接，阀门第二出液口与所述电解组件的进液口连接，其中，在所述阀门第一出液口为开启状态的情况下，所述阀门第二出液口为关闭状态，在所述阀门第一出液口为关闭状态的情况下，所述阀门第二出液口为开启状态。

在本申请实施例中，电解组件，包括用于对碱液进行电解的电解槽，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置；碱液存储组件，包括与电解组件的出液口相连的至少一个碱液储罐，其中，碱液储罐用于容纳气液分离装置排出的碱液，碱液储罐的进液口与气液分离装置的出液口连接，碱液储罐的出液口与电解槽的进液口连接，从而通过碱液存储组件中的碱液储罐容纳电解组件排出的碱液，可以增加电解后碱液的留置过程，促进碱液内的气泡析出，减小由碱液循环导致的气体交叉渗透，从而实现了提高电解制氢系统的动态响应性能的技术效果，进而解决了现有碱性水电解制氢系统动态响应差技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图一；

图2是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图二；

图3是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图三；

图4是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图四；

图5是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图五；

图6是根据本申请实施例的一种碱液储罐的示意图一；

图7是根据本申请实施例的一种碱液储罐的示意图二；

图8是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图六；

图9是根据本申请实施例的一种碱液循环系统运行逻辑的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图一，如图1所示，该制氢系统包括：电解组件10，包括用于对碱液进行电解的电解槽102，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置104；碱液存储组件12，包括与电解组件10的出液口相连的至少一个碱液储罐122，其中，碱液储罐122用于容纳气液分离装置104排出的碱液，碱液储罐的进液口与气液分离装置104的出液口连接，碱液储罐122的出液口与电解槽102的进液口连接。

在本申请实施例中，电解组件，包括用于对碱液进行电解的电解槽，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置；碱液存储组件，包括与电解组件的出液口相连的至少一个碱液储罐，其中，碱液储罐用于容纳气液分离装置排出的碱液，碱液储罐的进液口与气液分离装置的出液口连接，碱液储罐的出液口与电解槽的进液口连接，从而通过碱液存储组件中的碱液储罐容纳电解组件排出的碱液，可以增加电解后碱液的留置过程，促进碱液内的气泡析出，减小由碱液循环导致的气体交叉渗透，从而实现了提高电解制氢系统的动态响应性能的技术效果，进而解决了现有碱性水电解制氢系统动态响应差技术问题。

可选地，碱液储罐内的压强低于气液分离装置内的压强，由于压强越小，气体在碱液内的溶解度越低，因此通过碱液经过低压强的碱液储罐，可以使电解产生的气体更容易从碱液中析出。

可选地，碱液储罐的布置位置高于气液分离装置的布置位置，可以减小碱液储罐的压强。

可选地，碱液储罐预先充入惰性气体，使碱液储罐中碱液析出的气体可以受到惰性气体的保护，降低碱液析出的气泡带来的风险，并且可以通过惰性气体实现对碱液储罐内的压强进行控制。

可选地，电解组件还包括：洗涤器，与气液分离装置的出气口连接，可以对气液分离装置分离出的气体进行洗涤，得到洗涤液。

图2是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图二，如图2所示，气液分离装置104包括：与电解槽102中阳极相连的第一氧侧气液分离装置1042，和与电解槽102中阴极相连的第一氢侧气液分离装置1044，其中，第一氧侧气液分离装置1042用于将氧气与碱液分离，第一氢侧气液分离装置1044用于将氢气与碱液分离；碱液存储组件12包括：分别与第一氢侧气液分离装置1044和第一氧侧气液分离装置1044相连的第一混合碱液储罐122，其中，第一混合碱液储罐122用于混合并容纳第一氢侧气液分离装置1044和第一氧侧气液分离装置1042排出的碱液。

本申请上述实施例，通过第一混合碱液储罐存储第一氢侧气液分离装置和第一氧侧气液分离装置排出的碱液，使电解后的碱液可以在第一混合碱液储罐中继续进行气泡析出，减小由碱液循环导致的气体交叉渗透，从而实现了提高电解制氢系统的动态响应性能的技术效果，进而解决了现有碱性水电解制氢系统动态响应差技术问题。

图3是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图三，如图3所示，碱液存储组件还包括：与第一混合碱液储罐122的出液口相连的第二混合碱液储罐124，其中，第二混合碱液储罐124内部的压力低于第一混合碱液储罐122内部的压力。

本申请上述实施例，碱液存储组件包括串联的多个碱液储罐，通过多个碱液储罐可以使碱液静置的时间更充足，且碱液储罐越往后由于存在管道压强，内部压强越小，气体的溶解度越低，越有利于气体的析出。

作为一种可选的实施例，如图2和图3所示，电解组件还包括：第一氢侧洗涤器1064，与第一氢侧气液分离装置1044的出气口相连，用于对第一氢侧气液分离装置1044排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至第一混合碱液储罐122；第一氧侧洗涤器1062，与第一氧侧气液分离装置1042的出气口相连，用于对第一氧侧气液分离装置1042排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至第一混合碱液储罐122。

本申请上述实施例，通过第一氢侧洗涤器对第一氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，通过第一氧侧洗涤器对第一氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将第一氢侧洗涤器和第一氧侧洗涤器洗涤后产生的第一液体和第二液体传输至第一碱液储罐中，由于洗涤器洗涤后排出的液体不再传输至气液分离装置，因此可以确保气液分离装置内碱液的浓度不会减低，进而由于气体在浓度高的碱液里溶解度低，因此降低了气液分离装置内碱液的溶解度，可以便于气液分离装置内的气体析出。

图4是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图四，如图4所示，气液分离装置104包括：与电解槽102中阳极相连的第二氧侧气液分离装置1046，和与电解槽102中阴极相连的第二氢侧气液分离装置1048，其中，第二氧侧气液分离装置1046用于将氧气与碱液分离，第二氢侧气液分离装置1048用于将氢气与碱液分离；碱液存储组件12包括：与第二氢侧气液分离装置1048相连的第一氢侧碱液储罐1224，和与第二氧侧气液分离装置1046相连的第一氧侧碱液储罐1222。

本申请上述实施例，通过对电解槽中的碱液进行电解可以生成氢气和氧气，其中，氧气产生在电解槽的阳极，氢气产生在电解槽的阴极，因此，在电解槽中阳极布置第二氧侧气液分离装置，可以通过第二氧侧气液分离装置可以将碱液电解后产生的氧气与碱液分离，在电解槽中阴极布置第二氢侧气液分离装置，可以通过第二氢侧气液分离装置可以将碱液电解后产生的氢气与碱液分离，进而第二氧侧气液分离装置分离后的碱液可以输送到碱液存储组件的第一氧侧碱液储罐中，第二氢侧气液分离装置分离后的碱液可以输送到碱液存储组件的第一氢侧碱液储罐中，通过第一氧侧碱液储罐和第一氢侧碱液储罐可以增加电解后的碱液在碱液储罐内留置时间，时间越长，越有利于碱液内的气泡析出，并且使用第一氧侧碱液储罐和第一氢侧碱液储罐分别对电解槽的阳极和阴极产生的碱液进行气泡析出，可以进一步减小气体交叉渗透。

图5是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图五，如图5所示，碱液存储组件还包括：与第一氢侧碱液储罐1224的出液口相连的第二氢侧碱液储罐1228，其中，第二氢侧碱液储罐1228内部的压力低于第一氢侧碱液储罐1224内部的压力；与第一氧侧碱液储罐1222的出液口相连的第二氧侧碱液储罐1226，其中，第二氧侧碱液储罐1226内部的压力低于第一氧侧碱液储罐1222内部的压力。

本申请上述实施例，碱液存储组件包括串联的多个氢侧碱液储罐和串联的多个氧侧碱液储罐，通过多个氢侧碱液储罐和氧侧碱液储罐可以使碱液静置的时间更充足，且碱液储罐越往后由于存在管道压强，内部压强越小，气体的溶解度越低，越有利于气体的析出。

作为一种可选的实施例，如图4和图5所示，电解组件还包括：第二氢侧洗涤器1068，与第二氢侧气液分离装置1048的出气口相连，用于对第二氢侧气液分离装置1048排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至第一氢侧碱液储罐1224；第二氧侧洗涤器1066，与第二氧侧气液分离装置1046的出气口相连，用于对第二氧侧气液分离装置1046排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至第一氧侧碱液储罐1222。

本申请上述实施例，通过第二氢侧洗涤器对第二氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，通过第二氧侧洗涤器对第二氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将第二氢侧洗涤器洗涤后产生的第一液体传输至第一氢侧碱液储罐，将第二氧侧洗涤器洗涤后产生的第二液体传输至第一氧侧碱液储罐，由于洗涤器洗涤后排出的液体不再传输至气液分离装置，因此可以确保气液分离装置内碱液的浓度不会减低，进而由于气体在浓度高的碱液里溶解度低，因此降低了气液分离装置内碱液的溶解度，可以便于气液分离装置内的气体析出。

如图2至图5所示，电解组件还包括：纯化装置，其中，纯化装置包括：氧气纯化装置1082和氢气纯化装置1084，氢气纯化装置1084与第一氢侧洗涤器1064或第二氢侧洗涤器1068的出气口相连。

图6是根据本申请实施例的一种碱液储罐的示意图一，如图6所示，碱液储罐包括：罐体60、设置在罐体上的罐体进气口62、罐体出气口64、罐体进液口66和罐体出液口68，罐体60，用于容纳碱液和预先充入的惰性气体；罐体进气口62和罐体出气口64，设置在罐体内碱液的液面602以上，用于控制罐体内气体的流通调整罐体内部的压力；罐体进液口66和罐体出液口68，设置在罐体内碱液的液面602以下，用于控制罐体60内碱液的流通调整罐体内碱液的液面高度。

本申请上述实施例，在碱液储罐容纳碱液的液面以上的罐体上设置罐体进气口和罐体出气口，在碱液储罐容纳碱液的液面以下的罐体上设置罐体进液口和罐体出液口，可以通过罐体进气口和罐体出气口对碱液储罐进行压力控制，通过罐体进液口和罐体出液口对碱液储罐容纳碱液的液面高度进行控制。

可选地，罐体进气口和罐体出气口可以设置在碱液储罐的罐体顶部，通过罐体进气口可以为罐体内充入惰性气体，由惰性气体对罐体内碱液析出的气体(如析出的氢气和氧气)进行保护，通过罐体出气口可以排出罐体内预先充入的惰性气体和罐体内碱液析出的气体(如析出的氢气和氧气)，从而通过罐体进气口和罐体出气口可以对罐体内的压力进行控制，通过调整罐体内的压力降低碱液中气体的溶解度，便于碱液中的气体析出。

可选地，在碱液储罐的罐顶安装排气阀门(对应罐体出气口)和进气阀门(对应罐体进气口)，以及匹配的控制装置，用来调整碱液储罐内部的压力，通过控制进气阀门(对应罐体进气口)在制氢系统启机前向罐内充入惰性气体，可增加罐内压力，通过控制排气阀门(对应罐体出气口)，可在制氢系统工作过程中，调节罐内压力以及排出析出气体。

可选地，碱液储罐的罐体进液口和罐体出液口均设置在液面以下。

图7是根据本申请实施例的一种碱液储罐的示意图二，如图7所示，碱液储罐还包括：进液管路70，设置在罐体内部，用于向碱液储罐输送碱液，其中，进液管路的进料口702与罐体进液口连接，进液管路的出料口704高于罐体内碱液的液面，罐体进液口设置在罐体的底部。

本申请上述实施例，碱液储罐的罐体进液口设置在罐体的底部，将罐体进液口与进液管路的进料口连接，并使进液管路的出料口高于碱液储罐的液面，则在向碱液储罐输送碱液的过程中，使碱液可以通过进液管路在罐体中喷洒，加大碱液储罐内的碱液与惰性气体的接触面积，便于碱液中的气泡析出。

可选地，进液管路高于碱液储罐的液面部分的出料口安装有喷洒装置，用于将碱液在碱液储罐的罐体内喷撒。

可选地，在碱液储罐的罐顶安装排气阀门(对应罐体出气口)和进气阀门(对应罐体进气口)，以及匹配的控制装置，用来调整碱液储罐内部的压力。碱液储罐的罐体进液口在底部，连接高出液面的管道(即进液管路)，并通过喷洒装置喷撒出，罐体出液口设置在液面以下，可以方式可以降低碱液储罐的压强。

可选地，如图2至图5所示，制氢系统还包括：纯净水组件14，其中，纯净水组件包括：用于生成纯净水的纯净水装置142，用于泵送纯净水的补水泵144，用于将纯净水输送至洗涤器的洗涤管路，和用于将洗涤器中的洗涤液输送至碱液储罐的洗涤液管路。

可选地，洗涤器包括：使用纯净水对气液分离装置产生的氢气进行洗涤的第一氢侧洗涤器和第二氢侧洗涤器，以及使用纯净水对气液分离装置产生的氧气进行洗涤的第一氧侧洗涤器和第二氧侧洗涤器。

作为一种可选的实施例，如图2至图5所示，所述系统还包括：循环组件16，设置在电解组件和碱液存储组件之间，用于控制电解组件和碱液存储组件间的碱液循环，其中，循环组件16包括：第一循环部件162，连接在电解组件的出液口和的碱液存储组件进液口之间，用于将电解组件排出的碱液补充至碱液存储组件；第二循环部件164，连接在碱液存储组件的出液口和电解组件的进液口之间，用于将碱液存储组件排出的碱液补充至电解组件，第一循环部件162和第二循环部件164包括：循环泵和/或阀门。

本申请上述实施例，循环组件通过第一循环部件和第二循环部件控制碱液在电解组件和碱液存储组件之间的循环，从而实现对电解组件的碱液循环，以及对碱液存储组件的液面高度控制。

可选地，碱液储罐的罐体进液口与第一循环部件相连，碱液储罐的罐体出液口与第二循环部件相连，通过第一循环部件和第二循环部件配合，可以控制碱液储罐内的液面高度。

可选地，如图2至图5所示，循环组件还包括：换热器165、过滤器166、加碱罐167和第三循环部件168。

可选地，循环组件，用于通过第一循环部件将电解组件排出的碱液传输至碱液存储组件，并将碱液存储组件排出的碱液通过第二循环部件传输送至换热器和过滤器中，通过换热器和过滤器对碱液存储组件排出的碱液进行废液处理，再通过加碱罐为处理后的废液进行补碱，然后通过第三循环部件将补碱后的废液泵送至电解组件的电解槽中再次进行电解。

可选地，如图2至图5所示，第一循坏部件162、第二循环部件164和第三循环部件168可以是循环泵。

图8是根据本申请实施例的一种制氢系统的示意图六，如图8所示，在第一循环部件162为阀门82的情况下，阀门进液口与电解组件的出液口连接，阀门第一出液口与碱液存储组件的进液口连接，阀门第二出液口与电解组件的进液口连接，其中，在阀门第一出液口为开启状态的情况下，阀门第二出液口为关闭状态，在阀门第一出液口为关闭状态的情况下，阀门第二出液口为开启状态。

可选地，如图8所示，第一循环部件162为三通阀门82，第二循环部件164为直通阀门84，第三循环部件168为循环泵，其中，第一循环部件的阀门进液口与电解组件的出液口连接，阀门第一出液口与碱液存储组件的进液口连接，阀门第二出液口通过循环组件中的换热器等部件后，再与电解组件的进液口连接；第二循环部件的直通进液口与碱液存储组件的出液口连接，第二循环部件的直通出液口通过循环组件中的换热器等部件后，再与电解组件的进液口连接。

本申请上述实施例，第一循环部件的阀门可以控制电解组件中的碱液是否通过碱液存储组件，实现对碱液存储组件中碱液储罐内的液面高度进行控制。

可选地，通过第一循环部件的阀门可以控制电解组件中的碱液通过碱液存储组件，还可以直接流向循环组件中的换热器、过滤器、加碱罐和第三循环部件等部件进入电解组件。

例如，在电解槽轻载的情况下，控制第一循环部件的阀门选择电解组件流出的碱液通过碱液存储组件；在电解槽重载的情况下，控制第一循环部件的阀门选择电解组件流出的碱液不通过碱液存储组件。

可选地，如图8所示，在第一循环部件为阀门的情况下，电解组件中第三氢侧洗涤器8064的洗涤液流向第三氢侧气液分离装置8044，电解组件中第三氧侧洗涤器8062的洗涤液流向第三氧侧气液分离装置8042。

可选地，第三氢侧洗涤器包括：第一氢侧洗涤器和第二氢侧洗涤器；第三氧侧洗涤器包括：第一氧侧洗涤器和第二氧侧洗涤器；第三氢侧气液分离装置包括：第一氢侧气液分离装置和第二氢侧气液分离装置；第三氧侧气液分离装置包括：第一氧侧气液分离装置和第二氧侧气液分离装置。

本申请还提供了一种优选实施例，该优选实施例提供了一种制氢系统，可以减少制氢系统中的氢气和氧气的交叉渗透，降低碱性水制氢系统运行范围的下限，提高制氢系统的动态响应能力，增加系统的灵活性和安全性。

可选地，本申请提供的制氢系统，在氢氧侧气液分离装置与碱液循环泵之间增置碱液储罐，以此增加电解液在碱液储罐内地留置过程，促进电解槽内的气泡析出，减小通过碱液循环导致的气体交叉渗透。

可选地，如图1、图2、图3、图4、图5和图8所示的制氢系统，制氢系统包括：电解组件、碱液存储组件、循环组件和纯水组件，在电解组件的氢氧侧气液分离器与循环组件的换热器之间增置碱液储罐(即碱液存储组件)。

可选地，电解组件包括：电解槽、气液分离装置和洗涤器，其中，气液分离装置包括：氢侧气液分离装置和氧侧气液分离装置，洗涤器包括：氢侧洗涤器和氧侧洗涤器。

可选地，电解槽产生的氢气与氧气混合着碱液由电解槽排出分别进入氢氧侧气液分离装置，进入气液分离装置的气液混合物中的液体下沉到气液分离装置底部，气体部分进入上部空间，实现初步气液分离。

可选地，循环组件包括：第一循环部件、第二循环部件、换热器、过滤器、加碱罐和第三循环部件，其中，第三循环部件可以是碱液循环泵，用于将循环组件中排出的碱液输送至电解组件的电解槽中。

可选地，纯水组件包括：纯净水装置、补水泵，通过补水泵将纯净水装置生成的纯净水输送至电解组件中的洗涤器。

可选地，气液分离装置底部的碱液被进液循环泵(如第一循环部件)抽入碱液储罐，再由出液循环泵(如第二循环部件)从碱液储罐中抽出经过换热器、过滤器、加碱罐，并通过碱液循环泵(如第三循环部件)泵送至电解槽，完成碱液的循环。

本申请上述实施例，增置碱液储罐，可以增加电解后的碱液在碱液储罐内留置时间，留置时间越长，越有利于碱液内的气泡析出。

可选地，由于碱液储罐存在碱液进口管道、出口管道的压差，碱液储罐内的压强小于气液分离装置内的压强，压强越小，气体在电解液内的溶解度越低，有利于电解液溶解的气体析出。

可选地，碱液储罐的位置可以高于气液分离装置，有利于减小碱液储罐的压强。

需要说明的是，制氢系统的电解过程要消耗大量水，因此要不断向制氢系统补充纯净水。

可选地，纯净水通过补水泵送往氢气和氧气侧的洗涤器。

可选地，洗涤器中的液体(即洗涤液)进入碱液储罐，补充制氢系统因电解失去的水分。

可选地，将洗涤器内的液体(即洗涤液)放入碱液储罐而不是气液分离装置，目的是保持气液分离装置内电解液的浓度，由于气体在浓度高的碱液里溶解度低，因此可以降低气液分离装置内的碱液的溶解度。

可选地，碱液存储组件可以通过循环组件与电解组件连通。

可选地，碱液存储组件可以通过进液循环泵(如第一循环部件)建立碱液储罐和气液分离装置的连通，可以向碱液存储组件补充碱液；通过出液循环泵(如第二循环部件)建立碱液储罐和电解槽的连通，可以将碱液存储组件中的碱液排出，进而通过进液循环泵(如第一循环部件)和出液循环泵(如第二循环部件)，可以控制气液分离装置内的液面高度。

图9是根据本申请实施例的一种碱液循环系统运行逻辑的示意图，如图9所示，包括第一执行模块92，用于确定制氢系统的工作状态，进而在制氢系统正常工作时，通过第二执行模块94和第三执行模块96调整气液分离装置和碱液储罐的液面高度，其中，第二执行模块94，用于调整气液分离装置内的液面高度，以及第三执行模块96，用于调整碱液储罐内的液面高度。

可选地，调整气液分离装置的液面高度包括：循环组件中的第三循环部件和与碱液存储组件相连的第一循环部件配合，动态调节氢侧和氧侧气液分离装置内的液面高度。如果液面高度超过最大液面限度，增大与碱液存储组件相连的第一循环部件的流速，如果液面高度小于最小液面限度，减小与碱液存储组件相连的第一循环部件的流速。若调整与碱液存储组件相连的第一循环部件无法有效调节气液分离装置的液面，则调整第三循环部件。

可选地，第二循环部件和第一循环部件配合，动态调节碱液储罐内的液面高度，避免液面低于罐体进液口和罐体出液口。洗涤器安装位置要高于碱液储罐，以保证内部液体能流入碱液储罐。如果液面高度超过最大液面限度，增大第二循环部件的流速，如果液面高度小于最小液面限度，减小第二循环部件的流速。

可选地，如图4和图5所示，将氢侧和氧侧分离装置后分别放置氢侧碱液储罐和氧侧碱液储罐，且氢侧碱液储罐和氧侧碱液储罐独立设置，两者不连通。

本申请上述实施例，独立设置氢侧碱液储罐和氧侧碱液储罐，则每个氢侧碱液储罐或氧侧碱液储罐中所含碱液是与氢侧和氧侧分离装置共用碱液储罐中所含碱液的一般，随着静置时间变长，压强降低，更有利于气体的析出。

可选地，如果将氢侧碱液储罐和氧侧碱液储罐内的液体混合，会让碱液溶解更多的氢气和氧气，不利于气体的析出。

可选地，如图3和图5所示，通过设置多个碱液储罐，可以使碱液静置的时间更充足，且碱液储罐越往后由于存在管道压强，内部压强越小，气体的溶解度越低，越有利于气体的析出。

可选地，如图8所示，与碱液存储组件相连的出液循环泵(如第一循环部件)与碱液存储组件相连的进液循环泵(如第二循环部件)都可被阀门替代，通过控制阀门的开度控制进出气液分离装置和碱液储罐的碱液的流速。

可选地，如图8所示，可通过控制第一循环部件的阀门选择气液分离装置流出的碱液是否需要通过碱液储罐。在电解槽轻载时，控制第一循环部件的阀门选择气液分离装置流出的碱液通过碱液储罐，在电解槽重载时，控制第一循环部件的阀门，选择气液分离装置流出的碱液直接通过管道流向换热器。

可选地，氢侧和氧侧洗涤器内的水(如洗涤液)排入气液分离装置中。

可选地，独立配置碱液储罐通过氢侧氧侧电解后的碱液混合之前让气体析出，可以进一步减小电解循环导致的气体交叉渗透。

可选地，洗涤器中排出的水可以流向碱液储罐，相比洗涤器中排出的水流向气液分离装置，可以保持气液分离装置内的电解槽浓度，可促进溶解在电解液气泡析出，通过调节气液分离装置的电解液进口流量和碱液出口流量，可增加电解液在气液分离装置内的留置时间。

本申请上述实施例，通过控制碱液储罐和气液分离装置，实现减小碱液循环导致的气体交叉渗透，提高电解槽动态响应性能，提升制氢系统的灵活性和安全性。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个非易失性存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个非易失性存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的非易失性存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种制氢系统，其特征在于，包括：

电解组件，包括用于对碱液进行电解的电解槽，和用于将电解产生的气体与碱液进行分离的气液分离装置；

碱液存储组件，包括与所述电解组件的出液口相连的至少一个碱液储罐，其中，所述碱液储罐用于容纳所述气液分离装置排出的碱液，所述碱液储罐的进液口与所述气液分离装置的出液口连接，所述碱液储罐的出液口与所述电解槽的进液口连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述气液分离装置包括：与所述电解槽中阳极相连的第一氧侧气液分离装置，和与所述电解槽中阴极相连的第一氢侧气液分离装置，其中，所述第一氧侧气液分离装置用于将氧气与碱液分离，所述第一氢侧气液分离装置用于将氢气与碱液分离；

所述碱液存储组件包括：分别与所述第一氢侧气液分离装置和所述第一氧侧气液分离装置相连的第一混合碱液储罐，其中，所述第一混合碱液储罐用于混合并容纳所述第一氢侧气液分离装置和所述第一氧侧气液分离装置排出的碱液。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述碱液存储组件还包括：

与第一混合碱液储罐的出液口相连的第二混合碱液储罐，其中，所述第二混合碱液储罐内部的压力低于所述第一混合碱液储罐内部的压力。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电解组件还包括：

第一氢侧洗涤器，与所述第一氢侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第一氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至所述第一混合碱液储罐；

第一氧侧洗涤器，与所述第一氧侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第一氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至所述第一混合碱液储罐。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述气液分离装置包括：与所述电解槽中阳极相连的第二氧侧气液分离装置，和与所述电解槽中阴极相连的第二氢侧气液分离装置，其中，所述第二氧侧气液分离装置用于将氧气与碱液分离，所述第二氢侧气液分离装置用于将氢气与碱液分离；

所述碱液存储组件包括：与所述第二氢侧气液分离装置相连的第一氢侧碱液储罐，和与所述第二氧侧气液分离装置相连的第一氧侧碱液储罐。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述碱液存储组件还包括：

与所述第一氢侧碱液储罐的出液口相连的第二氢侧碱液储罐，其中，所述第二氢侧碱液储罐内部的压力低于所述第一氢侧碱液储罐内部的压力；

与所述第一氧侧碱液储罐的出液口相连的第二氧侧碱液储罐，其中，所述第二氧侧碱液储罐内部的压力低于所述第一氧侧碱液储罐内部的压力。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电解组件还包括：

第二氢侧洗涤器，与所述第二氢侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第二氢侧气液分离装置排出的氢气进行洗涤，并将洗涤后产生的第一液体传输至所述第一氢侧碱液储罐；

第二氧侧洗涤器，与所述第二氧侧气液分离装置的出气口相连，用于对所述第二氧侧气液分离装置排出的氧气进行洗涤，并将洗涤后产生的第二液体传输至所述第一氧侧碱液储罐。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述碱液储罐包括：罐体、设置在所述罐体上的罐体进气口、罐体出气口、罐体进液口和罐体出液口；

所述罐体，用于容纳碱液和预先充入的惰性气体；

所述罐体进气口和所述罐体出气口，设置在所述罐体内碱液的液面以上，用于控制所述罐体内气体的流通调整所述罐体内部的压力；

所述罐体进液口和所述罐体出液口，设置在所述罐体内碱液的液面以下，用于控制所述罐体内碱液的流通调整所述罐体内碱液的液面高度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述碱液储罐还包括：

进液管路，设置在所述罐体内部，用于向所述碱液储罐输送碱液，其中，所述进液管路的进料口与所述罐体进液口连接，所述进液管路的出料口高于所述罐体内碱液的液面，所述罐体进液口设置在所述罐体的底部。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

循环组件，设置在所述电解组件和所述碱液存储组件之间，用于控制所述电解组件和所述碱液存储组件间的碱液循环，其中，所述循环组件包括：第一循环部件，连接在所述电解组件的出液口和所述的碱液存储组件进液口之间，用于将所述电解组件排出的碱液补充至所述碱液存储组件；第二循环部件，连接在所述碱液存储组件的出液口和所述电解组件的进液口之间，用于将所述碱液存储组件排出的碱液补充至所述电解组件，所述第一循环部件和所述第二循环部件包括：循环泵和/或阀门。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，在所述第一循环部件为阀门的情况下，阀门进液口与所述电解组件的出液口连接，阀门第一出液口与所述碱液存储组件的进液口连接，阀门第二出液口与所述电解组件的进液口连接，其中，在所述阀门第一出液口为开启状态的情况下，所述阀门第二出液口为关闭状态，在所述阀门第一出液口为关闭状态的情况下，所述阀门第二出液口为开启状态。