[發明專利]水電解制氫的冷凝液回收系統及其回收方法

無效

• 申請號: 201210317538.6
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102828200A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 宋軍捷;李錦冠
• 申請（專利權）人: 蘇州競立制氫設備有限公司
• 主分類號: C25B15/00
• 分類號: C25B15/00;C25B1/04
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 呂書桁

技術領域

本發明涉及一種水電解制氫的工藝流程，特別涉及氣體冷凝液的回收。

背景技術

水電解制氫系統電解槽產生的氫氣和氧氣，分別在分離器中完成氣液分離，分離后的氣體需經過洗滌、冷卻、脫氧（氫）、干燥等過程，輸出符合要求的產品氣。氣體在冷卻和脫氧（氫）兩個過程中都會產生冷凝液，將冷凝液全部回收到系統循環利用，不僅可以減少電解液的消耗，也實現了制氫和后處理過程的“零排放”。氣液分離后的氣體冷卻產生的冷凝液回收過程較為簡單，只需將氣體冷卻器安裝在制氫系統內較高的位置，利用高度差和重力，冷凝液就可以回流到氣液分離器。但在脫氧（氫）處理后，由于氣體流經觸媒填料和路徑相對較長，與氣液分離器之間產生壓力降，即脫氧（氫）后的壓力明顯低于氣液分離后的壓力，這個過程產生的冷凝液處于低壓側，是不能順利回流到系統的。一般情況下該過程產生的冷凝液直接排放，但如果這些冷凝液中含有必須回收的物質，就需要將冷凝液回收到制氫系統。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種水電解制氫的冷凝液回收系統及其回收方法。

本發明的上述第一個目的，水電解制氫的冷凝液回收系統，以氣液分離器及脫氧/脫氫器為基礎，其特征在于所述冷凝液回收系統包括氣體冷凝器、集液器和控制閥，其中所述氣體冷凝器設于相對脫氧/脫氫器的高位處，氣體冷凝器一端連接脫氧/脫氫器，另一端通過冷凝液收集管與集液器頂部相連；所述集液器設于高度方向上氣體冷凝器與氣液分離器之間，集液器底部通過冷凝液回流管與氣液分離器相連，且集液器側部通過壓力補償管與氣液分離器相連，其中所述冷凝液收集管、冷凝液回流管和壓力補償管上各設有一個控制閥。

進一步地，所述壓力補償管遠離集液器的一端連至氣液分離器與脫氧/脫氫器之間的氣流通道之中。

本發明的上述第二個目的，水電解制氫的冷凝液回收方法，基于權利要求1所述的冷凝液回收系統，其特征在于包括步驟：S1：關閉冷凝液回流管和壓力補償管上的控制閥，打開冷凝液收集管上的控制閥，集液器收集氣體冷凝器中的冷凝液；S2：在集液器所收集的冷凝液達到預設液位時，關閉冷凝液收集管上的控制閥，打開冷凝液回流管和壓力補償管上的控制閥，向集液器補充壓力；S3：待集液器與氣液分離器等壓力后，在重力作用下集液器中的冷凝液回流至氣液分離器之中；集液器中的冷凝液排出后，關閉冷凝液回流管和壓力補償管上的控制閥，打開冷凝液收集管上的控制閥；循環步驟S1、S2、S3一次以上回收冷凝液。

本發明技術方案的實施應用，所具備的顯著優點說明如下。

①本發明實現了低壓側的冷凝液向高壓側回流的目的，特別適合于需要回收全部冷凝液的制氫系統，也適用于其他行業類似過程。

②本發明流程簡單，控制便捷，安裝方便，材料耗用少，對水電解制氫系統制造成本影響很小。

③本發明在冷凝液回收過程中，不會影響氣體質量指標。

④本發明所使用的容器、管道、閥門均為不銹鋼，外表美觀。

附圖說明

圖1是本發明水電解制氫的冷凝液回收系統架構示意圖。

具體實施方式

以下便結合實施例附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。

本發明創新提出了一種水電解制氫的冷凝液回收系統。如圖1所示的系統架構示意圖可見，其是以氣液分離器7及脫氧/脫氫器10為基礎構建實施的。冷凝液回收系統的完整架構除氣液分離器7及脫氧/脫氫器10外，還包括氣體冷凝器1、集液器4和若干控制閥，其中氣體冷凝器1設于相對脫氧/脫氫器10的高位處，氣體冷凝器1一端連接脫氧/脫氫器10，另一端通過冷凝液收集管2和F1控制閥3與集液器4頂部相連；而集液器4設于高度方向上氣體冷凝器1與氣液分離器7之間，集液器4底部通過冷凝液回流管6和F2控制閥5與氣液分離器7相連，且集液器4側部通過壓力補償管8和F3控制閥9與氣液分離器7相連。特別地，該壓力補償管8遠離集液器4的一端連至氣液分離器7與脫氧/脫氫器10之間的氣流通道之中。由此該系統在運行時，便可通過氣液分離器和脫氧/脫氫器得到優質的氣體產品，同時高效、足量地回收冷凝液，以利循環利用。

本發明提供的水電解制氫冷凝液回收工藝流程，是將水電解產生的氫、氧氣經過脫氧/脫氫器10除去氧氣后生成的冷凝液由低壓側回流到高壓側的回收工藝流程。