[發明專利]制氫設備和制氫設備的電解槽溫度控制方法

在審

• 申請號: 202111583446.8
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114318389A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 趙會剛;羅向玉;張永輝;齊成天
• 申請（專利權）人: 無錫隆基氫能科技有限公司
• 主分類號: C25B9/67
• 分類號: C25B9/67;C25B15/027;C25B1/04
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 劉彥哲

本公開涉及一種制氫設備和制氫設備的電解槽溫度控制方法，制氫設備包括集中冷卻裝置，包括相互連通的換熱水箱和冷卻水箱，換熱水箱中儲存有保溫液，集中冷卻裝置配置為回流的液體依次經過換熱水箱和冷卻水箱而形成為冷卻液，以及至少一個制氫裝置，通過冷卻循環管路與集中冷卻裝置連通，冷卻循環回路包括進液流路和回液流路，并配置為當制氫裝置停止工作時，進液流路與換熱水箱連通以使得保溫液進入制氫裝置進行保溫；當制氫裝置正常工作時，進液流路與冷卻水箱連通以使得冷卻液進入制氫裝置進行冷卻。通過上述技術方案，本公開提供的制氫設備和制氫設備的電解槽溫度控制方法解決規模化制氫時停機的設備中電解槽溫度下降的技術問題。

技術領域

本公開涉及堿性電解水制氫技術領域，具體地，涉及一種制氫設備和制氫設備的電解槽溫度控制方法。

背景技術

堿性電解水制氫技術因其制造成本低，結構框架成熟，電堆壽命長等優勢得到廣泛應用。在電解水制氫過程中，電解槽溫度是一個非常重要的工藝參數，溫度過高不僅會使電解出的氣體所帶走的電解液量增加，同時也會加快設備的腐蝕，降低設備壽命，而溫度過低則會影響電解液的循環速度，電流大小也不易增大，導致產氣量降低，消耗電能增加。為使電解槽的溫度保持在一定范圍內(85℃～90℃)，一般需要增加循環冷卻水進行冷卻，通過控制冷卻水的流量來實現電解槽中電解液溫度的保持。

然而，制氫設備會存在計劃性停機或臨時停機等情況，停機的設備中，電解槽溫度會逐漸下降，下次再啟動時必須先進行熱機使得電解槽溫度達到允許范圍后才能開始工作，一般熱機時間在20-30分鐘左右，造成電能的增加和時間的浪費。而制氫設備運行中所產生的熱量又被冷卻水帶走，導致熱能的浪費。

發明內容

本公開的目的是提供一種制氫設備和制氫設備的電解槽溫度控制方法，以解決停機的制氫設備中電解槽溫度下降的技術問題。

為了實現上述目的，本公開提供一種制氫設備，包括：集中冷卻裝置，包括相互連通的換熱水箱和冷卻水箱，所述換熱水箱中儲存有保溫液，所述集中冷卻裝置配置為：回流的液體依次經過所述換熱水箱和所述冷卻水箱而形成為冷卻液，以及至少一個制氫裝置，通過冷卻循環管路與所述集中冷卻裝置連通，所述冷卻循環回路包括：進液流路，用于使所述集中冷卻裝置中的液體流出至所述制氫裝置；以及回液流路，用于使液體由所述制氫裝置回流至所述集中冷卻裝置；所述冷卻循環回路配置為：當所述制氫裝置停止工作時，所述進液流路與所述換熱水箱連通，以使得保溫液進入所述制氫裝置進行保溫；當所述制氫裝置正常工作時，所述進液流路與所述冷卻水箱連通，以使得冷卻液進入所述制氫裝置進行冷卻。

可選地，所述制氫裝置包括電解槽、設置在所述電解槽下游的氣液分離器、設置在所述氣液分離器的氣路下游的氣體冷凝器、以及依次設置在所述氣液分離器的液路下游的堿液循環泵和堿液冷卻器，其中，從所述氣液分離器中分離出的堿液經所述堿液循環泵泵送至所述堿液冷卻器冷卻后回到所述電解槽中，從所述氣液分離器中分離出的氣體進入所述氣體冷凝器進行冷卻，所述進液流路包括：第一流路，連通所述集中冷卻裝置與所述氣體冷凝器，第二流路，連通所述集中冷卻裝置與所述堿液循環泵，第三流路，連通所述集中冷卻裝置與所述堿液冷卻器，第一三通閥，包括與所述換熱水箱連通的第一入口、與所述冷卻水箱連通的第二入口以及與所述第一流路和所述第二流路分別連通的第一出口，以及第二三通閥，包括與所述第一出口連通的第三入口、與所述換熱水箱連通的第四入口以及與所述第三流路連通的第二出口，所述進液流路配置為：當所述制氫裝置停止工作時，所述第一入口與所述第一出口導通，所述第四入口與所述第二出口導通，以使得所述換熱水箱分別與所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路連通；當所述制氫裝置正常工作時，所述第二入口與所述第一出口導通，所述第三入口與所述第二出口導通，以使得所述冷卻水箱分別與所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路連通。

可選地，所述電解槽的進液口處設置有用于檢測堿液溫度的溫度傳感器，所述第四入口與所述換熱水箱之間設置有開度V可調的氣動隔膜調節器，所述氣動隔膜調節器配置為：當所述制氫裝置停止工作時，根據所述溫度傳感器所檢測到的實際溫度T與預設溫度T0的差值而調節V的大小。