[发明专利]一种用于电解池的自动保护系统和方法以及电解池

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种用于电解池的自动保护系统和方法、以及包括该自动保护系统的电解池。

背景技术

目前，在电解池电解过程中，例如在碱性电解池或固态聚合物(SPE)水电解池的电解过程中，往往难以实现对电解过程进行自动监控，因此经常出现了故障而没有被及时发现，容易导致电解池尤其是电解池中的电解液被损坏；而当电解液被损坏时，则整个电解池基本上就被全部废弃，严重浪费了资源，提高了生产成本。尤其是对于SPE水电解池来说，虽然其具有绿色环保，能耗低，体积小等诸多优点，但是由于其离子膜比碱性电解池的石棉隔膜更薄，氢氧压差控制需要更为精密，因此使得自动控制难度更大，这严重限制了SPE水电解池在工业生产过程中的推广应用。如果电解池出现故障而没有被及时发现，则可能会损坏电解池，甚至引起电解池所在的系统发生更大的事故。如果采用人工监控，则会浪费人力资源并且不便于及时发现电解池出现了故障。

发明内容

针对现有技术中对电解池的电解过程出现了故障时难以实现自动控制、容易导致电解池尤其是电解液受到损坏的问题，本发明提供一种能够在电解过程中对电解池实现自动保护的用于电解池的自动保护系统和方法以及包括该自动保护系统的电解池。

本发明的发明人在工作过程中发现，当电解池出现异常情况时，电解池的某一个或多个参数通常会明显偏离正常状态下对应的值，例如电解池的阴极、阳极、连接在阳极和阴极之间的电源所在的电路中的电压、电流，电解池的电解液的温度、水电导、流量等等。

结合以上规律，本发明提供一种用于电解池的自动保护系统，该系统包括：开关单元，连接在电解池的阳极、阴极以及电源构成的电路中；电路参数检测单元，连接在所述电路中，用于检测所述电路中的电路参数；电解液参数检测单元，用于安装在电解池中，检测电解液的电解液参数；控制单元，与所述开关单元、所述电路参数检测单元、所述电解液参数检测单元连接，所述控制单元用于接收来自所述电路参数检测单元的电路参数、以及来自所述电解液参数检测单元的电解液参数，分别判断所接收到的电路参数和/或电解液参数是否满足断开条件，并在满足所述断开条件时控制所述开关单元断开。

本发明还提供一种电解池，该电解池包括上述用于电解池的自动保护系统。

本发明还提供一种用于电解池的自动保护方法，该方法包括：1)检测电解池的阳极、阴极以及电源构成的电路中的电路参数；2)检测电解池的电解液中的电解液参数；3)判断所检测到的电路参数和/或电解液参数是否满足断开条件；以及4)在满足所述断开条件时断开所述电路。

根据本发明提供的用于电解池的自动保护系统，在电解池的阳极、阴极、电源所构成的电路中加入了开关单元，并可以对电路参数和电解液参数进行检测，从而在满足断开条件时控制所述开关单元断开，由此在电解池出现异常时能够自动切断电路，实现了对电解池的自动保护，且能够有效避免在电解液参数异常时电解液受到损坏，提高了电解池系统连续、可靠、长时间运行能力，能够促进SPE水电解池的产业化应用。本发明提供的包括该自动保护系统的电解池以及用于电解池的自动保护方法也具有上述优点。

附图说明

图1为根据本发明一种实施方式提供的用于电解池的自动保护系统的示意性框图；

图2为在采用了本发明提供的用于电解池的自动保护系统的情况下电压和电流随时间变化的曲线图；

图3为在采用了本发明提供的用于电解池的自动保护系统的情况下电流和温度随时间变化的曲线图；

图4为在采用了本发明提供的用于电解池的自动保护系统的情况下电流随时间变化的曲线图；

图5为本发明一种实施方式提供的用于电解池的自动保护方法的流程图。

具体实施方式