[發明專利]一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統

有效

• 申請號: 202110274217.1
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113215592B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 任杰;郭亞卿;鮑連福;楊志祎;李明新
• 申請（專利權）人: 嘉寓氫能源科技（遼寧）有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/67;C25B15/021;F28D7/16;F28D20/00;F24H9/18
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1.一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，包括堿性電解水制氫單元（1）、熱量回收單元（3）、熱量再分配單元（5）、氣相處理單元（2）和液相循環單元（4），

所述堿性電解水制氫單元（1）包括電解槽（11）；

所述氣相處理單元（2）包括氫氣氣液分離器（21），氧氣氣液分離器（22）；

所述電解槽（11）與氫氣氣液分離器（21）之間連接有氫氣采出管段（25），所述電解槽（11）與氧氣氣液分離器（22）之間連接有氧氣采出管段（26），

其特征在于：

所述熱量回收單元（3）包括綜合換熱器（33）、安裝于氫氣采出管段（25）上的氫氣熱量回收換熱器（31）和安裝于氧氣采出管段（26）上的氧氣熱量回收換熱器（32）；

所述綜合換熱器（33）內設有與換熱介質接觸的儲熱倉（339），所述儲熱倉（339）封閉存有儲熱介質，所述儲熱介質包括溶解焓體、相變材料兩者中一者或兩者，所述溶解焓體為溶解焓材料與溶解焓材料的飽和溶液的混合物；

所述氫氣熱量回收換熱器（31）與氧氣熱量回收換熱器（32）并連；

所述氫氣熱量回收換熱器（31）的冷流出口（335）和氧氣熱量回收換熱器（32）的冷流體出口連接于綜合換熱器（33）的熱流體進口；

所述液相循環單元（4）包括堿液循環管段（41），所述堿液循環管段（41）安裝有堿液循環泵（43），且所述堿液循環管段（41）連接氣相處理單元（2）液相采出的堿液和電解槽（11）；

所述熱量再分配單元（5）包括安裝于堿液循環管段（41）上的再分配換熱器（51）以及輔助加熱器（52），所述再分配換熱器（51）位于堿液循環泵（43）下游，再分配換熱器（51）冷流體進出口與堿液循環管段（41）連接，再分配換熱器（51）的熱流體進出口分別連接于綜合換熱器（33）的冷流體進出口；

所述輔助加熱器（52）位于再分配換熱器（51）下游；

所述熱量回收單元（3）還包括安裝于氫氣熱量回收換熱器（31）與電解槽（11）之間的氫氣側直接預熱器（35）、安裝于氧氣熱量回收換熱器（32）與電解槽（11）之間的氧氣側直接預熱器（36），所述氣相處理單元（2）包括輸送氣相中分離出液相的液相輸送管，所述液相輸送管的下游分別與氧氣側直接預熱器（36）、氫氣側直接預熱器（35）連接，所述氧氣側直接預熱器（36）、氫氣側直接預熱器（35）內氣液相直接接觸換熱，所述氧氣側直接預熱器（36）、氫氣側直接預熱器（35）還同時連接于堿液循環管段（41）。

2.根據權利要求1所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述儲熱倉（339）位于綜合換熱器（33）的冷流體流動腔中。

3.根據權利要求1所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述儲熱倉（339）中為溶解焓體、相變材料的混合材料。

4.根據權利要求1所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述液相輸送管分為連接氫氣氣液分離器（21）的氫氣側輸送管（27）、連接氧氣氣液分離器（22）的氧氣側輸送管（28）。

5.根據權利要求1所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述氧氣側直接預熱器（36）、氫氣側直接預熱器（35）為填料塔。

6.根據權利要求1或4所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述液相循環單元（4）還包括位于堿液循環泵（43）上游的堿液過濾器（42）。

7.根據權利要求1所述的一種大型堿性電解水制氫裝置的綜合熱管理系統，其特征在于，所述儲熱倉（339）外設有連接內部的活塞管（3391），所述活塞管（3391）內密封滑動連接有壓變活塞（3392）。