[發(fā)明專利]高溫水蒸汽電解制氫在線測試系統(tǒng)及其測試方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710304774.3
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101216495A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉明義;于波;陳靖;徐景明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N30/00;G01N25/66
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱琨

1.一種高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)，其特征在于，該測試系統(tǒng)包括氣路部分與控制部分，其中

氣路部分包括：質(zhì)量流量計(1)、單向閥(2)、三通閥(3)、氣體加濕器(4)、第一露點測試儀(5)、第二漏點檢測儀(27)、預加熱器(6)、冷凝器(7)、單體電解池或電解池堆(8)、爐體(9)、管路加熱帶(10)、壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)、計量泵(13)、蒸發(fā)器(14)和氣相色譜(15)；

控制部分包括：與所述氣路部分的部分部件相對應的控制器，以及溫度與壓力傳感器的顯示器；具體為：爐體(9)的控制器(17)、質(zhì)量流量計(1)的控制器(18)、第一露點測試儀(5)的控制器(19)、第二露點測試儀(27)的控制器(28)、氣體加濕器(4)的控制器(20)、計量泵(13)的控制器(21)、蒸發(fā)器(14)的控制器(22)、預加熱器(6)的控制器(23)、管路加熱帶(10)的控制器(24)和壓力傳感器顯示器(25)；

該控制部分的所有控制器及顯示器均置于控制機柜(26)內(nèi)，并均采用R232通訊接口與計算機(27)連接，用于實現(xiàn)計算機的實時控制與數(shù)據(jù)采集。

2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述在線測試系統(tǒng)的水蒸汽供給源為氣體加濕器(4)或計量泵(13)。

3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度與壓力傳感器用于監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中水蒸汽的波動情況。

4.一種利用權(quán)利要求1所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，該方法通過實現(xiàn)高溫水蒸汽電解制氫過程中工作溫度、反應氣體組成、流量、壓力參數(shù)的控制，模擬實際的高溫電解制氫工況，該實現(xiàn)步驟如下：

①首先根據(jù)具體測試過程的需要，通過質(zhì)量流量計確定氫氣與氮氣流量，然后根據(jù)體系反應氣體的組成，確定氣體加濕器(4)的工作溫度或計量泵(13)的液態(tài)水流量；

②將加濕器(4)或計量泵(13)作為水蒸汽供給源，并通過蒸發(fā)器(14)將液態(tài)水汽化為水蒸汽；

③混合氣體通過第一露點測試儀(5)測定體系的反應水蒸汽的氣體含量，通過預加熱器(6)將反應氣體加熱，被加熱的反應氣體進入爐體(9)內(nèi)的單體電解池或電解池堆(8)中進行電解反應產(chǎn)生氫氣；

④所得產(chǎn)物氣體進入第二露點測試儀(27)，測試混合氣體水蒸汽含量，通過比較反應氣體與產(chǎn)物氣體的水蒸汽含量確定水蒸汽的消耗量，計算得到產(chǎn)氫速率；

⑤產(chǎn)物氣體經(jīng)過冷凝器(7)冷凝后，通過氣相色譜(15)檢測氫氣含量，進而確定產(chǎn)氫速率。

⑥通過將步驟④中利用水蒸氣的消耗量計算得到的產(chǎn)氫速率，與步驟⑤中利用氣相色譜(15)檢測氫氣含量而得到的產(chǎn)氫速率做比較，印證本系統(tǒng)的產(chǎn)氫速率。

5.根據(jù)權(quán)力要求4所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，所述蒸發(fā)器(14)的溫度一般為150～200℃。

6.根據(jù)權(quán)力要求5所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，所述預加熱器(6)將反應氣體加熱至200～300℃，以防止反應氣體的進入造成爐體(9)內(nèi)的溫度有較大波動。

7.根據(jù)權(quán)力要求5所述的高溫水蒸汽電解制氫的在線測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，所述管路加熱帶(10)的溫度控制為120～150℃，以防止水蒸汽的冷凝。