[發明專利]一種大型電解槽堿罐液位主動調節系統及方法

在審

• 申請號: 202210493818.6
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114855185A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 張存滿;王旭康;耿振;金黎明;呂洪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B15/02;C25B15/025
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種大型電解槽堿罐液位主動調節系統及方法，該系統包括控制模塊以及至少一個堿罐液位補償模塊；每個所述堿罐液位補償模塊包括堿液罐、堿液補償罐、電磁閥、堿液泵以及液位傳感器；所述液位傳感器設置于堿液罐中；所述堿液罐和堿液補償罐通過串接的電磁閥和堿液泵連通；所述控制模塊分別與每個堿罐液位補償模塊中的電磁閥、堿液泵和液位傳感器連接。與現有技術相比，本發明實現了堿液罐液位的主動控制，提升了制氫系統的作業連貫性和效率。

技術領域

本發明涉及電解水制氫技術領域，尤其是涉及一種大型電解槽堿罐液位主動調節系統及方法。

背景技術

在當前國家雙碳計劃背景下，為響應國家能源結構轉型需要，氫能由于其熱值和清潔性等優勢在多種新能源中脫穎而出。電解水制氫是當前氫能產業的重要發展方向，通常是由KOH作為電解質進行反應，借助直流電作用將水分解為氫氣和氧氣的電化學反應。堿性電解水制氫技術當前最為成熟，安全可靠、運行壽命長、經濟性能好，是大規模制氫中最具潛力和成熟的技術之一。國外研究開發電解水制氫設備較成熟的國家由美國、德國、挪威、加拿大和日本等，包括美國的Teledyne公司，挪威Hydro公司等。國內自上世紀八十年代奠定電解水制氫的基礎，設備發展經歷了小型到大型、常壓到加壓、手動控制到PLC全自動控制的發展歷程，目前國內生產制造電解水制氫設備較好的公司有蘇州競立制氫設備公司、天津大陸制氫設備公司和邯鄲電力設備廠等，可生產產氫量0.5-300m^3/h多種規格產品，滿足市場各類需求。

測控技術被廣泛應用于電子信息和工業生產，包括檢測技術和控制技術。隨著微電子技術和計算機技術的不斷發展，現代測控技術在追求系統智能化的同時對精度、穩定性、可靠性等指標也在不斷提高，電解水制氫設備也從最初的氣動儀表逐漸發展到電動儀表控制階段。從手動控制到半自動控制、再到逐漸采用計算機控制方式，通過大量使用智能儀表，對所有生產過程均可按照預定設計自動化完成，減少人員干預，極大提高裝置運行安全性、可靠性，并降低經濟成本。

電解質(KOH)本身并不作為反應物被消耗，但在電解槽產氫的過程中堿液會隨著氣體運動而被帶走，因而隨著電化學反應的進行堿液罐內的液位存在波動，為保證電解過程的順利進行，工廠需要保證堿液罐內液位處于一個具體的區間。如今的大型堿性電解系統使用的堿液罐通常是由液位傳感器對堿液量進行檢測，在發現液位異常后停機并對堿液進行補償，耗時耗力且大幅影響制氫工作效率。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供了一種大型電解槽堿罐液位主動調節系統及方法，實現了堿液罐液位的主動控制，提升了制氫系統的作業連貫性和效率。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

根據本發明的第一方面，提供了一種大型電解槽堿罐液位主動調節系統，該系統包括控制模塊以及至少一個堿罐液位補償模塊；每個所述堿罐液位補償模塊包括堿液罐、堿液補償罐、電磁閥、堿液泵以及液位傳感器；

所述液位傳感器設置于堿液罐中；所述堿液罐和堿液補償罐通過串接的電磁閥和堿液泵連通；所述控制模塊分別與每個堿罐液位補償模塊中的電磁閥、堿液泵和液位傳感器連接。

優選地，所述堿罐液位補償模塊的數量為2。

優選地，所述控制模塊為PLC。

優選地，所述液位傳感器為磁性浮子液位計。

優選地，所述系統還設有用于顯示堿液罐液位高度的顯示模塊；所述顯示模塊與所述控制模塊連接。

優選地，所述系統還設有用于對堿液罐液位高度進行安全保護的報警模塊。

優選地，所述系統還設有與控制模塊通信連接的遠程控制端。

根據本發明的第二方面，提供了一種用于上述大型電解槽堿罐液位主動調節系統的控制方法，該方法包括以下步驟：