[發明專利]一種甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統

在審

• 申請號: 201910090724.2
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109672196A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 曹曦;劉明義;朱勇;曹傳釗;朱連峻;鄭建濤;李晴;徐越
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/24;H02J3/38;C25B15/02;C25B11/04;C25B9/04;C25B1/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，包括甲醇廢水過濾純化系統、電解池(4)、風力發電系統(1)、功率分配器(2)、變壓器(14)、AC-DC控制器(3)、燃料電池(11)、DC-AC控制器(13)及電網；

甲醇廢水過濾純化系統包括過濾裝置(9)、廢水儲罐(8)、甲醇廢水輸入管道(12)，其中，甲醇廢水輸入管道(12)依次經過濾裝置(9)及廢水儲罐(8)與電解池(4)的液體入口相連通；

風力發電系統(1)的輸出端與功率分配器(2)的輸入端相連接，功率分配器(2)的兩個輸出端分別與變壓器(14)的輸入端及AC-DC控制器(3)的輸入端，AC-DC控制器(3)的輸出端與電解池(4)的電源接口相連接，電解池(4)的陰極產物出口依次經氫氣緩沖罐(6)、氫氣壓縮機(7)及儲氫罐(10)與燃料電池(11)的氫氣入口相連通，燃料電池(11)的輸出端與DC-AC控制器(13)的輸入端相連接，DC-AC控制器(13)的輸出端與變壓器(14)的輸入端相連接，變壓器(14)的輸出端與電網相連接。

2.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，還包括與電解池(4)的陽極產物出口相連通的再生水系統(5)。

3.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，廢水儲罐(8)與電解池(4)之間的管道上設置有流量調節閥。

4.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，當風力發電系統(1)的發電功率大于電網需求時，功率分配器(2)將風力發電系統(1)產生的多余電量經AC-DC控制器(3)輸送至電解池(4)中，使得電解池(4)電解甲醇廢水中的甲醇而產生氫氣，然后將產生的氫氣經氫氣緩沖罐(6)及氫氣壓縮機(7)存儲于儲氫罐(10)中。

5.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，當風力發電系統(1)的發電功率小于等于電網的需求時，功率分配器(2)將風力發電系統(1)產生的電全部輸送至電網中，同時燃料電池(11)啟動，燃料電池(11)產生的電經DC-AC控制器(13)轉換為交流電后再經變壓器(14)輸送至電網中。

6.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，電解池(4)中的電解液為中性電解液，其中，電解液中甲醇的質量濃度為0.1％-100％。

7.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，電解池(4)中陰極的材質為Pt、Ru、Rh、Ir、Ni、Co、Fe、Zn及Ti中的一種或幾種的合金；電解池(4)中陽極的材質為鉑基材料，膜電極為質子交換膜。

8.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，電解池(4)內的溫度為0℃-40℃。

9.根據權利要求1所述的甲醇廢水用于風電制氫調峰調頻系統，其特征在于，在電解槽中通電發生電解反應為：

陽極：CH₃OH+H₂O＝6H⁺+CO₂+6e^-(1)

陰極：2H⁺+2e^-＝H₂(2)

總反應：CH₃OH+H₂O＝3H₂+CO₂(3)E＝0.02V。