[实用新型]一种碱性电解水制氢槽及热量优化系统

说明书

本公开提供的碱性电解水制氢槽装置，阴极极板包括第一金属内层和包覆在第一金属内层外表面的第一保温层，第一金属内层包括第一金属极框和嵌置于第一金属极框内的第一金属极板，第一金属内层与第一保温层之间相互粘结；阳极极板包括第二金属内层和包覆在第二金属内层外表面的第二保温层，第二金属内层包括第二金属极框和嵌置于第二金属极框内的第二金属极板，第二金属内层与第二保温层之间相互粘结；热量优化系统还包括控制装置、高温碱液支路和低温碱液支路；控制装置与温度传感器通过信号连接，并控制高温碱液支路和低温碱液支路的工作状态。本公开的系统碱性电解水制氢槽适应可再生能源电力波动的目标，还具有电解槽的保温与散热作用。

技术领域

本公开涉及电解水制氢技术领域，具体地，涉及一种碱性电解水制氢槽及热量优化系统。

背景技术

可再生能源制氢与其他制氢方式相比，电解水制氢是目前为止技术较为成熟且绿色环保的一种制氢方式，其中，越来越多的电解水制氢采用的电力来源于可再生能源发电。电解水制氢产生的氢气可用于炼钢、化工等大型企业，满足工业化需求，且无污染。

相关技术关于电解水制氢的研究重点在于系统废热的热量管理方面，主要是通过测温热电偶以及外部管路温度探头来实现对内部温度的检测以及控制的，在热量系统优化方面，虽然进行了废热的综合利用，但是易造成换热器换热时间较慢，导致碱性电解水制氢槽的产氢效率也大大降低。例如，中国专利文献CN213013112U公开了一种大型碱性电解水制氢装置的综合热管理系统，该系统通过碱性电解水制氢槽在较低运行功率时保持温度，保证其正常运行，从而增强大型电解水制氢设备的宽功率波动适应性。

因此，本领域亟需在维持工作温度的同时，增加换热速率，提升碱性电解水制氢槽的产氢效率。

实用新型内容

本公开的目的在于缩短碱性电解水制氢槽系统的换热时间，提升碱性电解水制氢槽的产氢效率。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供了一种碱性电解水制氢槽装置，包括阴极端板、阳极端板和多个电解小室，所述电解小室包括阴极极板、阳极极板、隔膜和密封圈；所述隔膜位于所述阴极极板和所述阳极极板之间；

所述阴极极板包括第一金属内层和包覆在所述第一金属内层外表面的第一保温层，所述第一金属内层包括第一金属极框和嵌置于所述第一金属极框内的第一金属极板，所述第一金属内层与所述第一保温层之间相互粘结；所述阳极极板包括第二金属内层和包覆在所述第二金属内层外表面的第二保温层，所述第二金属内层包括第二金属极框和嵌置于所述第二金属极框内的第二金属极板，所述第二金属内层与所述第二保温层之间相互粘结。

可选地，所述第一保温层和所述第二保温层分别为硬质聚氨酯泡沫层；所述第一保温层的厚度为2-3mm，所述第二保温层的厚度为2-3mm。

可选地，所述阴极端板设置有碱液进口、氢气出口和氧气出口；所述电解小室位于所述阴极极板和所述阳极极板之间，相邻两个所述电解小室之间相互串联。

可选地，所述阴极端板和所述阳极端板分别为低碳合金钢板；所述第一金属内层和所述第二金属内层各自独立的选自泡沫镍、镍网、多孔钛板；所述隔膜为PPS隔膜。

本公开的第二方面提供了一种碱性电解水制氢槽热量优化系统，包括碱性电解水制氢槽、气液分离装置、控制装置、高温碱液支路和低温碱液支路；所述碱性电解水制氢槽的液体出口与所述气液分离装置的入口相连接；

其中，所述控制装置与温度传感器通过信号连接，用于控制所述高温碱液支路和所述低温碱液支路的工作状态；

在第一工作状态下，所述气液分离装置的液体出口与所述高温碱液支路连通；在第二工作状态下，所述气液分离装置的液体出口与所述低温碱液支路连通。