[实用新型]一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统

说明书

本实用新型提供一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，包括电解槽、氢气气液分离器、氧气气液分离器、氢气干燥器和氧气干燥器；所述电解槽的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器的入口和氢气干燥器的入口；所述电解槽的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器的入口和氧气干燥器的入口；所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层。本实用新型所述的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度。

技术领域

本实用新型属于氢能技术领域，尤其涉及一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统。

背景技术

水电解制氢是目前绿氢生产的唯一可商业化实现的技术手段。目前的水电解制氢系统是由电解槽和辅助系统组成的，水在电解槽内通过电化学反应被分解为氢气和氧气，产氢和产氧反应分别发生在电解槽的阴极侧和阳极侧，产生的气体通过气液分离器后被收集。氢气产品对纯度有一定的要求，电解槽产生的氢纯度一般能够达到99.8％，氧纯度能够达到98％左右。而当前燃料电池用氢对氢气纯度要求达到99.97％，国标对纯氢的纯度要求是99.99％，对纯氧的纯度要求是99.99％。为了提高产品的使用价值，需要在电解槽后面增加氢气和氧气纯化系统。目前氢气和氧气纯化一般采用三塔纯化系统，三塔循环进行纯化、升温和再生操作，热量消耗大，吸附剂耗量大，且纯化对入口气体流量变动的适应性差，难以满足波动性电源输入下灵活操作的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的，在于提出一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度，可省去系统中的氢气和氧气纯化单元，降低系统占地面积和复杂度，从而节约整体投资。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提出一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，包括：电解槽、氢气气液分离器、氧气气液分离器、氢气干燥器和氧气干燥器；所述电解槽的碱液和氢气混合物出口依次连通氢气气液分离器的入口和氢气干燥器的入口；所述电解槽的碱液和氧气混合物出口依次连通氧气气液分离器的入口和氧气干燥器的入口；所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内部均包含有一用于氢气和氧气发生再结合反应的氢氧再结合催化层。

本实用新型实施例的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统，在电解制氢系统的氢气气液分离器和氧气分离器中均增加氢氧再结合催化层，使用催化反应使少量杂质气体与产品气体结合重新转化为水，从而提高产品纯度，可省去系统中的氢气和氧气纯化单元，降低系统占地面积和复杂度，从而节约整体投资。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器内还均间隔一定间距设有可供气液混合物通过的第一隔板和第二隔板；所述第一隔板和第二隔板之间设有所述氢氧再结合催化层。

在本实用新型的一个实施例中，第一隔板和第二隔板均为硬质多孔板。

在本实用新型的一个实施例中，第一隔板和第二隔板均由多孔主体和外围连接部构成，且多孔主体上的孔均匀分布。

在本实用新型的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器的顶部均设有气体出口，底部均设有用于气液混合物进入的入口；氢气气液分离器和氧气气液分离器内，各自的氢氧再结合催化层、第一隔板和第二隔板均与水平面平行设置。

在本实用新型的一个实施例中，所述氢气气液分离器和氧气气液分离器外部与各自氢氧再结合催化层相对应的位置均设有加热单元。

在本实用新型的一个实施例中，氢氧再结合催化层为负载有气体结合催化剂的载体填充层。