[实用新型]移动式水电解制氢加氢装置

说明书

本申请提供了一种移动式水电解制氢加氢装置，包括机架，机架的底部设有轮组；质子交换膜电解槽；循环泵，循环泵与质子交换膜电解槽连接；水气分离组件，包括氢水分离器和氧水分离器，氢水分离器与质子交换膜电解槽连接，氧水分离器与质子交换膜电解槽和循环泵连接，氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；及控制组件，包括控制器和两个背压阀，两个背压阀分别连接于氢水分离器的氢气出口和氧水分离器的氧气出口。本申请提供的移动式水电解制氢加氢装置采用了质子交换膜电解槽，由于质子交换膜电解槽的反应物为纯水，具有大的工作电流密度范围0A/cm²～3A/cm²和较小的体积，从而解决了碱性水电解制氢装置的工作电流密度范围小、体积大及需要添加碱液的问题。

技术领域

本申请属于制氢设备技术领域，更具体地说，是涉及一种移动式水电解制氢加氢装置。

背景技术

随着能源问题和环境问题日益严重，氢能源作为最清洁的二次能源已经成为我国重要的发展方向。而当前阶段，我国60％的氢气还是主要通过化石能源来制取，这种方式虽然生产成本较低，但会对环境产生大量污染，同时伴随大量的碳排放。水电解制氢作为一种将电能直接转化为氢能的技术，其转化效率高、无污染、无碳排放，是未来新能源的重点发展方向。由于目前氢燃料电池行业的发展迅速，无论是氢燃料电池汽车、氢燃料电池无人机以及氢燃料电池发电装置，从研发到应用的过程中都需要使用到大量的氢气，这也提高了市场对小型化、移动式水电解制氢装置的需求。

目前市场中的水电解制氢装置多为碱性水电解制氢装置，碱性水电解技术起步较早，目前技术成熟，成本较低，最大功率能够达到兆瓦级别。但是由于碱性水电解技术使用隔膜结构来分隔氢气和氧气，为了防止气体的混合，碱性水电解设备只能在一定的电流密度范围内进行工作，工作电流密度范围多数在0.2A/cm²～0.5A/cm²，要提高氢气的产量就需要增大碱水电解装置的体积；与此同时，隔膜结构还会导致碱水电解设备的输出压力较低(≤2MPa)。由于碱水电解技术使用碱液作为电解液，这也导致其需要定期更换电解液，操作流程比较复杂。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种移动式水电解制氢加氢装置，包括但不限于解决碱性水电解制氢装置的工作电流密度范围小、体积大及需要添加碱液的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种移动式水电解制氢加氢装置，包括：

机架，所述机架的底部设有轮组；

质子交换膜电解槽，设于所述机架的内部；

循环泵，设于所述机架的内部，所述循环泵与所述质子交换膜电解槽的进水口连接；

水气分离组件，设于所述机架的内部，所述水气分离组件包括氢水分离器和氧水分离器，所述氢水分离器与所述质子交换膜电解槽的氢气出口连接，所述氧水分离器与所述质子交换膜电解槽的氧气出口和所述循环泵的进水口连接，且所述氧水分离器具有用于连接补水泵的补水口；以及

控制组件，设于所述机架上，所述控制组件包括控制器和两个背压阀，所述控制器用于控制所述质子交换膜电解槽、所述循环泵、所述氢水分离器和所述氧水分离器按照指令运行，其中一个所述背压阀连接于所述氢水分离器的氢气出口，另外一个所述背压阀连接于所述氧水分离器的氧气出口。

可选地，所述移动式水电解制氢加氢装置还包括：

排气组件，设于所述机架上，并受控于所述控制器，所述排气组件包括升压泵，所述升压泵通过所述背压阀与所述氢水分离器连接。

可选地，所述排气组件还包括：

干燥器，设于所述机架的内部，所述干燥器与所述氢水分离器连接，且所述干燥器通过所述背压阀与所述升压泵连接。

可选地，所述排气组件还包括：