[发明专利]双闭环电解法制氢气控制方法

说明书

本发明双闭环电解法制氢气控制方法涉及一种用于制备氢气的方法。其目的是为了提供一种能够实现制备过程中电解池内精准控压、高纯氢气连续性生产的双闭环电解法制氢气控制方法。本发明双闭环电解法制氢气控制方法包括以下步骤：在阴极电解池和阳极电解池之间设置质子半透膜；启动电解电源进行电解；利用阴极自动控制器收集第一压力传感器、压差传感器的压力参数控制背压阀；利用阳极自动控制器收集第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器的压力参数控制排气气动阀门；控制器控制以上阀门动作后，第一压力传感器、第二压力传感器和压差传感器的压力参数的变化再次传到阳极自动控制器，修正压力偏差，控制两个电解池内压力值与预设值一致。

技术领域

本发明涉及氢气制备技术领域，特别是涉及一种双闭环电解法制氢气控制方法。

背景技术

氢气可以为燃料电池提供能源、为冶金行业提供还原气体、为石油等化工行业提供加氢原料气、为火电厂提供冷却剂等，氢气在半导体行业、太阳能行业和LED行业也广泛作为原料气体使用。

目前使用的氢气大部分都是直接购买的高压压缩气体，采用长管拖车或集装格运输与储存，运输过程中气体压力高达30Mpa(大约300个大气压)，减压后输送到工艺设备使用。

氢气的主要来源分为裂解法、电解法和生物法三种主要工艺。

电解法制氢气目前又分为两种方法，水直接电解制氢气方法和氯化钠电解制烧碱方法。前一种方法是电解高纯水，产生氢气和氧气，氢气纯化和氧气纯化后可以直接使用。后一种方法电解高纯的氯化钠溶液，可以得到氢气和氯气，电解中还可以得到高纯烧碱，氢气和氯气纯化后可以直接使用。采用电解法可以得到高纯的气体，气体的纯度可以达到99.9999％，纯化过程简单，可以实现现场制气，随制随用。但电解法在现场制气时也存在不足，例如，如何阴极电解池和阳极电解池精准控压，高纯氢气制气装置如何进行连续性生产等问题都是制气过程中急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现制备过程中电解池内精准控压、高纯氢气连续性生产的双闭环电解法制氢气控制方法。

本发明双闭环电解法制氢气控制方法，包括以下步骤：

S10，将氢气电解池分为阴极电解池和阳极电解池，在阴极电解池和阳极电解池之间设置允许氢离子通过的质子半透膜；

S20，分别在阴极电解池和阳极电解池内设置阴极电极和阳极电极，将阴极电极和阳极电极分别与电解电源的负极和正极连接；

S30，分别在阴极电解池和阳极电解池的上部设置阴极排气管路和阳极排气管路，在阴极排气管路上设置第一压力传感器，在阳极排气管路上设置第二压力传感器，在阴极排气管路和阳极排气管路之间设置压差传感器，在阴极排气管路的末段设置背压阀，在阳极排气管路的末段设置排气气动阀门；

S40，在氢气电解池外部设置阴极自动控制器和阳极自动控制器，阴极自动控制器与第一压力传感器、压差传感器电连接，阳极自动控制器与第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器电连接；

S50，启动电解电源，对氢气电解池内的电解液进行电解；

S60，利用阴极自动控制器收集第一压力传感器、压差传感器的压力参数控制背压阀的开度的大小，从而控制阴极电解池内的压力值与预设值一致；利用阳极自动控制器收集第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器的压力参数控制排气气动阀门的开度的大小，从而控制阳极电解池内压力值与预设值一致；

S70，控制器控制以上阀门动作后，第一压力传感器、第二压力传感器和压差传感器的压力参数的变化再次传到阳极自动控制器，修正以上阀门动作带来的压力偏差；

S80，循环步骤S60和S70，保持阴极电解池和阳极电解池的控制压力值恒定。