[實用新型]一種電解水制氫系統

有效

• 申請號: 202220512980.3
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN216786269U
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 趙海超;王海成;張紀堯;趙宏;王杰
• 申請（專利權）人: 青島創啟信德新能源科技有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B15/08
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 邵朋程

本實用新型公開一種電解水制氫系統，包括電解槽、氫側氣體分離器、氧側氣體分離器、氫側控制單元和氧側控制單元；電解槽的產氫側通過氫氣輸送管路與氫側氣體分離器連接，氫側氣體分離器的輸出端與氫側控制單元的輸入端連接，氫側控制單元的輸出端依次連接氫側純化模塊和氫側干燥模塊；電解槽的產氧側通過氧氣輸送管路與氧側氣體分離器連接，氧側氣體分離器的輸出端與氧側控制單元的輸入端連接，氧側控制單元的輸出端依次連接氧側純化模塊和氧側干燥模塊；所述氫側控制單元和氧側控制單元均包括并聯連接的調節主路、調節輔路和排空支路。本實用新型通過在控制單元中并聯調節輔路和排空支路等，可以安全、持續高效地制取氫氣。

技術領域

本實用新型涉及制氫技術領域，具體地說是涉及一種電解水制氫系統。

背景技術

氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源，資源豐富，可持續發展，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源。氫的制取、儲存、運輸、應用技術也將成為21世紀備受關注的焦點。電解水制氫綠色環保、生產靈活、純度高，市場利用前景十分廣泛。電解水制氫技術，現階段主要有堿性水電解(ALK)、質子交換膜水電解(PEM)和固體氧化物水電解(SOE)這三種技術，目前最為成熟的技術路線是堿性電解水技術。

電解水制氫法是在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣，然后分別進入氫分離器和氧分離器，在重力作用下，氣體向上，堿液向下，氫氣和氧氣與電解液分離。在此過程中，需要保證氫分離器和氧分離器中的液位平衡，避免造成噴發危險。現有技術中，大多數控制單元采用單路調節，如果控制線路出現故障，分離器中液位持續出現偏差，產生安全隱患，影響生產效率，且流量比較大的情況下，單路調節效率低。

實用新型內容

基于上述技術問題，本實用新型提出一種電解水制氫系統。

本實用新型所采用的技術解決方案是：

一種電解水制氫系統，包括電解槽、氫側氣體分離器、氧側氣體分離器、氫側控制單元和氧側控制單元；

電解槽的產氫側通過氫氣輸送管路與氫側氣體分離器連接，氫側氣體分離器的輸出端與氫側控制單元的輸入端連接，氫側控制單元的輸出端依次連接氫側純化模塊和氫側干燥模塊；

電解槽的產氧側通過氧氣輸送管路與氧側氣體分離器連接，氧側氣體分離器的輸出端與氧側控制單元的輸入端連接，氧側控制單元的輸出端依次連接氧側純化模塊和氧側干燥模塊；

所述氫側控制單元和氧側控制單元均包括調節主路、調節輔路和排空支路，調節主路、調節輔路和排空支路并聯連接。

優選的，所述調節主路上設置有相串聯的第一通斷閥和調節閥；所述調節輔路上設置有相串聯的第二通斷閥和針閥；所述排空支路包括相并聯的第一排空管道和第二排空管道，在第一排空管道上設置有第三通斷閥，在第二排空管道上設置有手動排空閥。

優選的，所述氫側氣體分離器和氧側氣體分離器還連接有堿液循環管道，堿液循環管道與電解槽相連通，在堿液循環管道上設置有堿液循環泵和堿液冷卻器。

優選的，該電解水制氫系統還包括有堿液補給器，堿液補給器通過堿液補給管道與電解槽或堿液循環管道相連通。

優選地，所述氫側氣體分離器還連接有補水管道，補水管道與補水箱相連通，在補水管道上設置有補水泵。通過補水管道可補充電解消耗的水。

優選的，所述調節閥為自動調節閥。

本實用新型的有益技術效果是：

本實用新型中的控制單元通過設置與調節主路相并聯的調節輔路，在調節輔路上串聯接入有通斷閥和針閥，當調節主路故障時，調節輔路上的通斷閥打開，針閥連續細微地調節氣流量，保證系統持續運行，不間斷產生氫氣，節省時間，同時避免氣體分離器內氣體憋氣滯留，造成安全問題。