[发明专利]一种基于污水处理厂的分布式发电制氢系统

说明书

一种基于污水处理厂的分布式发电制氢系统，包括：再生水储存装置与污水处理厂的再生水输出管道连接；纯水制备装置与再生水储存装置连接，风力发电装置和太阳能发电装置，风光互补控制装置分别与风力发电装置和太阳能发电装置连接；DC‑DC变换装置与风光互补控制装置连接；电解水制氢装置与DC‑DC变换装置连接，进行电解水制氢反应形成氢气和氧气；电解水制氢装置与纯水制备装置连接，氢气纯化装置与电解水制氢装置连接；储氢装置与氢气纯化装置连接，存储纯化后的氢气；储氧装置与电解水制氢装置连接，存储氧气。通过使用污水处理厂的再生水制氢，充分利用了污水处理厂的再生水，使污水处理厂成为制氢站和制氧站，降低氢气的价格较高。

技术领域

本申请涉及可再生资源制氢技术领域，特别是涉及基于污水处理厂的分布式发电制氢系统。

背景技术

氢气是重要的工业原料，也是重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、精细化工、有机合成、航空航天、新能源汽车等领域有着广泛的应用。近年来，随着氢燃料电池、光电子、冶金、半导体等行业快速发展，高纯氢气的需求量迅猛增大，促进了人们对氢气规模化制取技术的研究。目前，氢气的规模化制备技术主要有为煤化工制氢、天然气制氢、甲醇制氢、工业炼厂气提纯制氢、水电解制氢等。上述制氢方法各有优缺点，其中，水电解制氢技术具有氢气纯度高、技术成熟、装置体积小，非常适用于中小规模级别的高纯氢气制备，其不足之处在于制氢过程中对于工业电的消耗较大，导致产品氢气的价格较高。因此，降低制氢成本已成为电解水制氢技术发展的重点。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于污水处理厂的分布式发电制氢系统，包括：

再生水储存装置，其与污水处理厂的再生水输出管道连接；

纯水制备装置，其与所述再生水储存装置连接，用于对所述再生水纯化处理形成去离子水；

风力发电装置和太阳能发电装置，用于发电；

风光互补控制装置，其分别与所述风力发电装置和所述太阳能发电装置连接，用于调节发电；

DC-DC变换装置，其与所述风光互补控制装置连接，用于转换电能；

电解水制氢装置，其与所述DC-DC变换装置连接，用于接收所述电能进行电解水制氢反应，并形成氢气和氧气；所述电解水制氢装置与所述纯水制备装置连接，用于获取所述电解水制氢反应所需的所述去离子水；

氢气纯化装置，其与所述电解水制氢装置连接，用于对所述氢气纯化处理；

储氢装置，其与所述氢气纯化装置连接，用于存储纯化后的所述氢气；

储氧装置，其与所述电解水制氢装置连接，用于存储所述氧气。

可选地，还包括集成控制装置，所述集成控制装置分别与所述再生水储存装置、所述纯水制备装置、所述风光互补控制装置、所述DC-DC变换装置、所述电解水制氢装置、所述氢气纯化装置、所述储氢装置、所述储氧装置、所述风力发电装置和所述太阳能发电装置连接，用于对运行参数进行控制。

可选地，所述风力发电装置由1-50个相距5-100米的叶片式风力发电机组成，分布于所述污水处理厂的绿化带、预留地、无建筑物的空地。

可选地，所述太阳能发电装置由1-1000个太阳能电池组件串联或并联组成，所述太阳能电池组件通过支架支撑分布安装于所述污水处理厂的沉砂池、初沉池、二沉池、曝气池、蓄水池的上部和/或所述污水处理厂的办公楼、厂房、仓库的顶部空间。

可选地，还包括蓄电池组，所述蓄电池组与所述风光互补控制装置连接，用于存储电能；所述蓄电池组与所述DC-DC变换装置连接，用于供电。