[发明专利]制氢系统

权利要求书

1.一种制氢系统，其特征在于，包括直流电源、热箱、水蒸气发生器、第一气体预热器、第一换热器、气水分离干燥装置和氢气增压装置；

所述热箱内设有固体氧化物电解池堆，每一所述固体氧化物电解池堆包括若干单体SOEC，所述直流电源包括氢电极导线和氧电极导线，所述氢电极导线和所述氧电极导线均与所述固体氧化物电解池堆连接；所述水蒸气发生器、所述热箱均与所述第一气体预热器采用管路连接，所述第一换热器与所述热箱采用管路连接，所述氢气增压装置、所述第一换热器均与所述气水分离干燥装置采用管路连接；

所述水蒸气发生器用于将产生的水蒸气输送至所述第一气体预热器，所述第一气体预热器用于对所述水蒸气进行加热并将加热后的水蒸气输送至所述热箱，所述直流电源向所述热箱中的所述固体氧化物电解池堆施加直流电，所述固定氧化物电解池堆电解水蒸气制得氢气，所述热箱用于将制得的氢气输送至所述第一换热器，所述第一换热器用于对氢气进行降温并将降温后的氢气输送至所述气水分离干燥装置，所述气水分离干燥装置用于去除氢气中夹杂的水蒸气和对氢气进行干燥并将干燥后的氢气输送至氢气增压装置，所述氢气增压装置用于对所述氢气进行增压后储存。

2.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，水蒸气发生器包括水箱、水泵、加热炉和蒸发室，所述水箱、所述蒸发室均与所述水泵采用管路连接，所述蒸发室与所述第一气体预热器采用管路连接；所述水泵用于将所述水箱中的水输送至所述蒸发室内，所述加热炉用于将所述蒸发室内的液态水加热成水蒸气；

所述水蒸气发生器还包括一气体压力传感器，所述气体压力传感器设置于所述蒸发室中与所述第一气体预热器的连接处。

3.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述气水分离干燥装置包括冷却器、气水分离器和干燥机，所述第一换热器、所述冷却器、所述气水分离器、所述干燥机、所述氢气增压装置依次采用管路连接；

所述冷却器用于将氢气中的水蒸气冷却为液态水，所述气水分离器用于将所述液态水与氢气分离，所述干燥机用于进一步对所述氢气进行干燥。

4.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述氢气增压装置包括一级储氢罐、增压泵和二级储氢罐，所述气水分离干燥装置、所述一级储氢罐、所述增压泵、所述二级储氢罐依次采用管路连接；

所述一级储氢罐用于将所述气水分离干燥装置输送的氢气进行储存以及输送至增压泵，所述增压泵用于将所述一级储氢罐中的氢气增压后输送至所述二级储氢罐以及蒸发室与所述第一气体预热器连接的管路中，所述二级储氢罐用于储存增压后的氢气。

5.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢系统还包括氢气泄漏保护装置，所述氢气泄漏保护装置包括氢气探测器、报警器、氮气储罐及安全管路，所述氢气探测器与所述报警器电连接，所述氮气储罐通过安全管路与一级储氢罐以及蒸发室与所述第一气体预热器连接的管路连接，所述氢气探测器用于检测氢气的泄漏量，所述报警器用于在所述氢气探测器检测到氢气的泄漏量高于设定阈值时报警，所述氮气储罐用于在所述氢气探测器检测到氢气的泄漏量高于设定阈值时开启阀门通过氮气吹扫氢气输送管路。

6.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢系统还包括风机、第二气体预热器和第二换热器，所述风机与所述第二气体预热器为管路连接，所述第二气体预热器、所述第二换热器均与所述热箱为管路连接；

所述风机用于将空气输送至所述第二气体预热器进行加热，并将所述热箱中的制得的氧气输送第二换热器进行冷却，所述第二气体预热器用于对所述氧气降温后排空。

7.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述热箱的内壁上设有保温层，所述保温层的材料为莫来石、石英砂或者石英棉；

每个所述单体SOEC包括氢电极、电解质、阻挡层和氧电极，所述氢电极导线与所述氢电极连接，所述氧电极导线与所述氧电极连接；

所述电解质的材质为YSZ，所述氢电极的材质Ni-YSZ，所述阻挡层的材质为GDC，所述氧电极的材质包括LSCF和GDC。

8.如权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢系统还包括电子控制装置，所述电子控制装置的工作模式包括开路模式和稳定制氢模式，所述电子控制装置包括开关，所述开关用于切换所述电子控制装置的工作模式。