[发明专利]一种电解碱性水制氢的新工艺

说明书

本发明公开一种电解碱性水制氢的新工艺，包括制氢系统，制氢系统包括氢气制备系统、气液分离系统、加水补碱系统、供配电及控制系统；氢气制备系统与气液分离系统连接，气液分离系统与加水补碱系统连接；阳极液气液分离器的液体出口设置有阳极液循环槽，阳极液循环槽通过泵体与电解槽相连接，且在阳极液循环槽与电解槽连接管道处设置有阳极液过滤器和阳极液冷却器，阴极液气液分离器的液体出口设置有阴极液循环槽，阴极液循环槽通过泵体与电解槽相连接，且在阴极液循环槽与电解槽连接管道处设置有阴极液过滤器和阴极液冷却器；本发明制氢系统自动化程度高，安全性能好，现场可实现无人值守，远程操控；因采用常压操作，适应利用再生能源制氢。

技术领域

本发明属于制氢技术领域，具体为一种电解碱性水制氢的新工艺。

背景技术

水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法必将得到发展。

现有技术中，装置存在着置体积大，质量重、不方便操作，安全性能比较低，以及电解槽在现场组装，生产过程中维修拆装不方便，还有对供电负荷的变化适应能力不强等问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述背景技术的问题，而提出一种电解碱性水制氢的新工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电解碱性水制氢的新工艺，包括制氢系统，制氢系统包括氢气制备系统、气液分离系统、加水补碱系统、供配电及控制系统；氢气制备系统与气液分离系统连接，气液分离系统与加水补碱系统连接，供配电及控制系统分别与氢气制备系统、气液分离系统、加水补碱系统电线连接；

氢气制备系统包括电解槽，电解槽内的水在电流的作用下，分解成氢气和氧气；

气液分离系统包括氢、氧分离器，碱液过滤器，碱液冷却器，氢氧冷却器；氢气制备系统的电解槽分别与氢、氧分离器连接；

阳极液气液分离器的气体出口设置有氧气冷却器，并通过氧气冷却将氧气输送至用户，阴极液气液分离器的气体出口设置有氢气冷却器，并通过氢气冷却器将氢气输送至用户；

阳极液气液分离器的液体出口设置有阳极液循环槽，阳极液循环槽通过泵体与电解槽相连接，且在阳极液循环槽与电解槽连接管道处设置有阳极液过滤器和阳极液冷却器，阴极液气液分离器的液体出口设置有阴极液循环槽，阴极液循环槽通过泵体与电解槽相连接，且在阴极液循环槽与电解槽连接管道处设置有阴极液过滤器和阴极液冷却器；

加水补碱系统包括补水泵、配碱泵、原料水箱、碱液箱，碱液箱通过配碱泵分别与阳极液循环槽和阴极液循环槽连接，原料水箱通过补水泵与电解槽连接。

作为本发明进一步的方案：气液分离系统的工作过程如下：

氢气制备装置输送过来的氢气、氧气、KOH溶液在氢、氧分离器内进行分离，分离后的氢气、氧气经冷却器冷却、捕滴器捕滴后自动放空处理；

分离后的碱液进入循环槽在泵的作用下重新返回电解槽进行电解；