[实用新型]一种电解水制氢气体压缩热回收利用系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电解水制氢技术领域，特别涉及一种电解水制氢气体压缩 热回收利用系统。

背景技术

氢能清洁无污染，并且高效，可再生，被视为未来最有潜力的能量载体。 在目前的各种制氢技术中，利用可再生能源产生的电能进行电解水制氢是较为 成熟和节能环保的能源转换技术。

制备出的氢气通常利用氢气压缩机加压，进而贮存于氢气罐(瓶)中。压 缩机是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置。在机械 能转换为气体压力能的过程中，氢气被强烈的压缩，温度骤升，产生大量的热 量，同时压气机机械部件高速运转也会产生大量的摩擦热。这些热量如不能按 要求及时转移出去，会使空压机运行温度升高，导致润滑油氧化，润滑性能降 低，出风量下降，功率消耗增大。最理想的氢气压缩过程为等温压缩。

电解水过程由于是气液共存的，在氢气中会含有水分。工业上常用的氢气 干燥方法主要有很多，可用液体如硫酸、溴化锂等来吸收气体中的水分，也可 用活性固体来吸收，常用的固体干燥剂有氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钙、过氯 酸镁等。电解水制氢较为普遍的干燥方法是先用低温冷冻法除去大量水，再用 多孔性的固体吸附剂进行深度吸水。吸附剂吸附水分后，其干燥能力逐渐下降， 当达到饱和失去吸附能力时，必须停止工作进行再生处理。吸附剂的再生方法， 一般采用加热方法(也有采用降低压力或抽真空的方法)，使被吸附的水分脱吸 出来，吸附剂的再生过程将消耗大量的热量。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电解水制 氢气体压缩热回收利用系统，大幅降低了氢气压缩功，同时回收压缩热，提高 了能量利用效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种电解水制氢气体压缩热回收利用系统，包括电解槽1，电解槽1的氢气 出口与分离冷却纯化装置2入口相连接，分离冷却纯化装置2出口与干燥装置3 氢气入口相连接，干燥装置3氢气出口与缓冲罐4入口相连接，缓冲罐4出口 依次与多级氢气压缩机相连接，多级氢气压缩机出口与氢气储罐8相连，还包 括与多级氢气压缩机连接的电动机9，连接在相邻氢气压缩机间用于冷却氢气压 缩机的换热器，换热器回收的压缩热被用于干燥装置3内吸附剂的再生。

所述换热器降低氢气压缩机入口氢气温度，回收压缩过程产生的热量，同 时起到减小氢气压缩机耗功作用。

所述多级氢气压缩机为三级，分别为第一级氢气压缩机5、第二级氢气压缩 机6和第三级氢气压缩机7；相应的，换热器为连接在第二级氢气压缩机6和第 三级氢气压缩机7间的第一换热器10以及连接在第一级氢气压缩机5和第二级 氢气压缩机6间的第二换热器11。

所述干燥装置3包括气体加热器12，通过上部四通阀13与气体加热器12 连接的再生塔14和吸附塔15，通过下部四通阀18与气体加热器12依次连接的 气体冷却器16和汽水分离器17。

所述干燥装置本身有两个吸收塔，当其中一个吸收塔处于吸湿过程中，另 一个则处于再生过程，干燥器能够连续的工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型系统采用多级压缩、级间冷却方式，有效降低了压缩机入口 气体的温度，大幅降低压缩功，提高压缩机效率。

2)本实用新型系统回收压缩热，用于吸附剂的再生，提高了系统整体的能 量利用效率。

3)本实用新型系统将压缩热回收利用子系统与吸附再生子系统耦合，有效 利用了回收热量，不必单独为氢气换热器设置热源，简化系统结构，节约能源， 提高系统整体能量利用效率。

附图说明

图1是本实用新型系统示意图。

图2是本实用新型干燥装置流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。下述内容不是对 本实用新型保护范围的限制，任何在本实用新型基础上做出的改进和变化都在 本实用新型的保护范围之内。