[實(shí)用新型]一種電解水制氫氣體壓縮熱回收利用系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521029313.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN205295483U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明義;許世森;鄭建濤;徐海衛(wèi);裴杰;曹傳釗;徐越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司;華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B9/00;C25B15/00;B01D53/26
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電解水制氫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電解水制氫氣體壓縮 熱回收利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氫能清潔無(wú)污染，并且高效，可再生，被視為未來(lái)最有潛力的能量載體。 在目前的各種制氫技術(shù)中，利用可再生能源產(chǎn)生的電能進(jìn)行電解水制氫是較為 成熟和節(jié)能環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)。

制備出的氫氣通常利用氫氣壓縮機(jī)加壓，進(jìn)而貯存于氫氣罐(瓶)中。壓 縮機(jī)是將原動(dòng)機(jī)(通常是電動(dòng)機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置。在機(jī)械 能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的過程中，氫氣被強(qiáng)烈的壓縮，溫度驟升，產(chǎn)生大量的熱 量，同時(shí)壓氣機(jī)機(jī)械部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱。這些熱量如不能按 要求及時(shí)轉(zhuǎn)移出去，會(huì)使空壓機(jī)運(yùn)行溫度升高，導(dǎo)致潤(rùn)滑油氧化，潤(rùn)滑性能降 低，出風(fēng)量下降，功率消耗增大。最理想的氫氣壓縮過程為等溫壓縮。

電解水過程由于是氣液共存的，在氫氣中會(huì)含有水分。工業(yè)上常用的氫氣 干燥方法主要有很多，可用液體如硫酸、溴化鋰等來(lái)吸收氣體中的水分，也可 用活性固體來(lái)吸收，常用的固體干燥劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鈣、過氯 酸鎂等。電解水制氫較為普遍的干燥方法是先用低溫冷凍法除去大量水，再用 多孔性的固體吸附劑進(jìn)行深度吸水。吸附劑吸附水分后，其干燥能力逐漸下降， 當(dāng)達(dá)到飽和失去吸附能力時(shí)，必須停止工作進(jìn)行再生處理。吸附劑的再生方法， 一般采用加熱方法(也有采用降低壓力或抽真空的方法)，使被吸附的水分脫吸 出來(lái)，吸附劑的再生過程將消耗大量的熱量。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電解水制 氫氣體壓縮熱回收利用系統(tǒng)，大幅降低了氫氣壓縮功，同時(shí)回收壓縮熱，提高 了能量利用效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種電解水制氫氣體壓縮熱回收利用系統(tǒng)，包括電解槽1，電解槽1的氫氣 出口與分離冷卻純化裝置2入口相連接，分離冷卻純化裝置2出口與干燥裝置3 氫氣入口相連接，干燥裝置3氫氣出口與緩沖罐4入口相連接，緩沖罐4出口 依次與多級(jí)氫氣壓縮機(jī)相連接，多級(jí)氫氣壓縮機(jī)出口與氫氣儲(chǔ)罐8相連，還包 括與多級(jí)氫氣壓縮機(jī)連接的電動(dòng)機(jī)9，連接在相鄰氫氣壓縮機(jī)間用于冷卻氫氣壓 縮機(jī)的換熱器，換熱器回收的壓縮熱被用于干燥裝置3內(nèi)吸附劑的再生。

所述換熱器降低氫氣壓縮機(jī)入口氫氣溫度，回收壓縮過程產(chǎn)生的熱量，同 時(shí)起到減小氫氣壓縮機(jī)耗功作用。

所述多級(jí)氫氣壓縮機(jī)為三級(jí)，分別為第一級(jí)氫氣壓縮機(jī)5、第二級(jí)氫氣壓縮 機(jī)6和第三級(jí)氫氣壓縮機(jī)7；相應(yīng)的，換熱器為連接在第二級(jí)氫氣壓縮機(jī)6和第 三級(jí)氫氣壓縮機(jī)7間的第一換熱器10以及連接在第一級(jí)氫氣壓縮機(jī)5和第二級(jí) 氫氣壓縮機(jī)6間的第二換熱器11。

所述干燥裝置3包括氣體加熱器12，通過上部四通閥13與氣體加熱器12 連接的再生塔14和吸附塔15，通過下部四通閥18與氣體加熱器12依次連接的 氣體冷卻器16和汽水分離器17。

所述干燥裝置本身有兩個(gè)吸收塔，當(dāng)其中一個(gè)吸收塔處于吸濕過程中，另 一個(gè)則處于再生過程，干燥器能夠連續(xù)的工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)本實(shí)用新型系統(tǒng)采用多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻方式，有效降低了壓縮機(jī)入口 氣體的溫度，大幅降低壓縮功，提高壓縮機(jī)效率。

2)本實(shí)用新型系統(tǒng)回收壓縮熱，用于吸附劑的再生，提高了系統(tǒng)整體的能 量利用效率。

3)本實(shí)用新型系統(tǒng)將壓縮熱回收利用子系統(tǒng)與吸附再生子系統(tǒng)耦合，有效 利用了回收熱量，不必單獨(dú)為氫氣換熱器設(shè)置熱源，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源， 提高系統(tǒng)整體能量利用效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型干燥裝置流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。下述內(nèi)容不是對(duì) 本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，任何在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上做出的改進(jìn)和變化都在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。