[实用新型]一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置

说明书

本实用新型公开了一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置，包括：PEM制氢电解槽，PEM制氢电解槽的阴极出口通过第一管路连接氢气冷却器的热流进口，氢气冷却器的热流出口通过第二管路连接第一气液分离罐的进口，第一气液分离罐的液相出口与过滤器的进口相连通，过滤器的出口与去离子发生器的进口相连通，去离子发生器的出口通过第三管路连接第二气液分离罐的进口，在第三管路上设置有电导率在线测试仪，第二气液分离罐的气相出口设置有第二氢气出口截止阀，第二气液分离罐的液相出口通过第四管路连接水泵的入口，水泵的出口通过第五管路连接PEM制氢电解槽的阳极入口。本实用新型具有使用安全性高的优点。

技术领域

本实用新型涉及水电解制氢技术领域，具体涉及一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置。

背景技术

在PEM水电解制氢系统中，阳极侧通循环水作为反应原料并起到循环冷却作用，同时阳极侧的水会通过阳极与阴极间的隔膜渗透到阴极。为节约系统纯水消耗，需要对向阴极侧渗透的水进行回收利用，如直接排放渗透水会造成原料的浪费。目前对渗透水的回收利用所采用的方案是：通过在PEM制氢电解槽的阴极出口增加气液分离器，使阴极侧产生的氢气与渗透水形成的气液混合物通过气液分离器进行气液分离，氢气作为产品气进入后道纯化体系统，渗透水则经过水泵打回PEM制氢电解槽的阳极进行回收。目前所使用的渗透水回收方案存在的缺点是：由于PEM制氢电解槽反应时，阴极侧的气液混合物中可能混有催化剂和载体等固定颗粒、以及部分析出的阴阳离子，这些固定颗粒及阴阳离子直接循环进入PME制氢电解槽的阳极侧后会对反应纯水造成污染，影响制氢系统的使用安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安全性高的PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置，包括：PEM制氢电解槽，还包括氢气冷却器、第一气液分离罐、过滤器、去离子发生器及第二气液分离罐，所述PEM制氢电解槽的阴极出口通过第一管路连接氢气冷却器的热流进口，氢气冷却器的热流出口通过第二管路连接第一气液分离罐的进口，第一气液分离罐的气相出口设置有第一氢气出口截止阀，第一气液分离罐的液相出口与过滤器的进口相连通，过滤器的出口与去离子发生器的进口相连通，去离子发生器的出口通过第三管路连接第二气液分离罐的进口，在第三管路上设置有电导率在线测试仪，第二气液分离罐的气相出口设置有第二氢气出口截止阀，第二气液分离罐的液相出口通过第四管路连接水泵的入口，在第四管路上设置有液体出口截止阀，水泵的出口通过第五管路连接PEM制氢电解槽的阳极入口。

进一步地，前述的一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置，其中：过滤器的数量为二个，分别为过滤器一与过滤器二，过滤器一与过滤器二通过第一阀门管路组件并联连接于第一气液分离罐的液相出口与去离子发生器的进口之间。

进一步地，前述的一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置，其中：第一阀门管路组件包括：三通阀一，过滤进水总管路，第一过滤进水支管路，第二过滤进水支管路，第一过滤出水支管路，第二过滤出水支管路、以及过滤出水总管路，所述过滤进水总管路的进口连接第一气液分离罐的液相出口，过滤进水总管路的出口与三通阀一的进口相连通，三通阀一的一个出口通过第一过滤进水支管路连接过滤器一的进口，过滤器一的出口通过第一过滤出水支管路连接过滤出水总管路的进口，三通阀一的另一个出口通过第二过滤进水支管路连接过滤器二的进口，过滤器二的出口通过第二过滤出水支管路连接过滤出水总管路的进口，所述过滤出水总管路的出口连接去离子发生器的进口。

进一步地，前述的一种PEM水电解制氢系统阴极侧渗透水回收装置，其中：去离子发生器的数量为二个，分别为去离子发生器一与去离子发生器二，去离子发生器一与去离子发生器二通过第二阀门管路组件并联连接于过滤出水总管路的出口与第三管路的进口之间。