1.本技術(shù)涉及電解制氫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.目前工業(yè)化應(yīng)用的堿性電解水裝置中，電解槽工作溫度一般為70℃～90℃，電解槽開始起動時，由于電解槽的溫度不高，達(dá)不到產(chǎn)生氫氣的溫度條件，此時消耗的功率都用來產(chǎn)生熱量以此提升電解槽的溫度；當(dāng)電解槽的功率不斷提升至可以產(chǎn)生氫氣，此時的功率為電解槽的保溫功率。所以堿性電解槽第一次起動時需要耗時較長，在多臺電解槽輪動制氫的系統(tǒng)中同樣如此，需要分別啟動，能耗高，啟動效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

4.為此，本技術(shù)的目的在于提出一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，多臺電解槽通過管路并聯(lián)連接，當(dāng)其中一臺電解槽啟動工作后，溫度達(dá)到要求，可以將電解液直接輸送給其他輪動待啟動電解槽，降低系統(tǒng)整體的啟動時的能耗，另外也省去了堿液回流過程中的冷卻和加熱過程，而且多個電解槽可以共用一套氫氧分離系統(tǒng)，降低系統(tǒng)組裝成本。

5.為達(dá)到上述目的，本技術(shù)提出的一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，包括至少兩臺通過管路相互并聯(lián)連接的電解槽、分別連接于至少兩臺所述電解槽氫側(cè)出口的氫分離器、分別連接于至少兩臺所述電解槽氧側(cè)出口的氧分離器，所述氫分離器和所述氧分離器的出液口共連于回液管路，至少兩臺所述電解槽的回液側(cè)通過管路共連于所述回液管路，所述回液管路上設(shè)置堿水泵。

6.進(jìn)一步地，所述回液管路上還設(shè)置有過濾器。

7.進(jìn)一步地，還包括氫洗滌器和氧洗滌器，所述氫洗滌器通過管路和所述氫分離器雙向連接形成第一循環(huán)回路，所述氧洗滌器通過管路和所述氧分離器雙向連接形成第二循環(huán)回路。

8.進(jìn)一步地，還包括氫冷卻器，所述氫冷卻器進(jìn)液口和所述氫洗滌器連接，所述氫冷卻器的出液口和所述氫分離器連接。

9.進(jìn)一步地，還包括氧冷卻器，所述氧冷卻器進(jìn)液口和所述氧洗滌器連接，所述氧冷卻器的出液口和所述氧分離器連接。

10.進(jìn)一步地，還包括補(bǔ)水箱，所述補(bǔ)水箱通過管路分別和所述氫洗滌器和所述氧洗滌器連接。

11.進(jìn)一步地，還包括水泵，所述水泵設(shè)置于所述補(bǔ)水箱的出水側(cè)。

12.進(jìn)一步地，至少兩臺所述電解槽的氫側(cè)出口和氧側(cè)出口分別設(shè)置出液閥門。

13.進(jìn)一步地，至少兩臺所述電解槽的回液側(cè)分別設(shè)置回液閥門。

14.進(jìn)一步地，所述氫洗滌器和所述氧洗滌器的進(jìn)水側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)水閥門。

15.本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。

附圖說明

16.本技術(shù)上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

17.圖1是本技術(shù)一實施例提出的一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

18.下面詳細(xì)描述本技術(shù)的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本技術(shù)，而不能理解為對本技術(shù)的限制。相反，本技術(shù)的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

19.圖1是本技術(shù)一實施例提出的一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

20.參見圖1，一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，包括至少兩臺通過管路相互并聯(lián)連接的電解槽1、分別連接于至少兩臺所述電解槽1氫側(cè)出口的氫分離器2、分別連接于至少兩臺所述電解槽1氧側(cè)出口的氧分離器3，所述氫分離器2和所述氧分離器3的出液口共連于回液管路4，至少兩臺所述電解槽1的回液側(cè)通過管路共連于所述回液管路4，所述回液管路4上設(shè)置堿水泵6。堿水泵6的啟動可以加快堿液的回流速度，提高堿液的循環(huán)效率。

21.本實施例中，電解槽1的數(shù)量不進(jìn)行限制，可以根據(jù)實際產(chǎn)量需要進(jìn)行設(shè)置，為方便表述多個電解槽和氫分離器與氧分離器的連接關(guān)系，本技術(shù)中將以3臺電解槽相互并聯(lián)連接進(jìn)行示例性說明，3臺電解槽相互并聯(lián)連接，并且通過管路與氫氧分離器連接，可以交替輪換對氫氧分離器供氣。

22.3臺電解槽1共用同一氧分離器和氫分離器，減少系統(tǒng)的冗余設(shè)置，只對電解槽進(jìn)行切換輪換即可，氫分離器和氧分離器通過管路分別連接各個電解槽的回液口，可以實現(xiàn)電解液的回流。

23.具體地，本技術(shù)中包括第一電解槽a、第二電解槽b和第三電解槽c，當(dāng)?shù)谝浑娊獠踑已經(jīng)啟動，溫度達(dá)到要求時，第一電解槽a可以將電解液直接輸送給第二電解槽b，這樣第二電解槽b就不需要有啟動消耗的能耗，第一電解槽a陣列就退出運(yùn)行，當(dāng)?shù)谌娊獠踓需要運(yùn)行時，第二電解槽b把電解液給第三電解槽c，第二電解槽b停止運(yùn)行，滿足額定產(chǎn)氫量的系統(tǒng)要求。

24.在其他應(yīng)用場景中，本技術(shù)的電解槽的結(jié)構(gòu)布置也可以進(jìn)行實施，比如電解槽制備廠商出廠前對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，要出廠100臺電解槽，可以只用一批電解液，依次注入到不同的電解槽中進(jìn)行調(diào)試，可以降低能耗。

25.在其他實施例中，對于只需要額定產(chǎn)氫量的廠房來說，一臺電解槽就可以滿足產(chǎn)氫量要求，可以配備5臺電解槽，讓五臺電解槽輪流使用，這樣也可以延長電解槽使用壽命。

26.所述回液管路4上還設(shè)置有過濾器5，過濾器5對回流的堿液進(jìn)行過濾，有效保護(hù)電解槽的正常運(yùn)行。

27.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)還包括氫洗滌器7和氧洗滌器8，所述氫洗滌器7通過管路和所述氫分離器2雙向連接形成第一循環(huán)回路，所述氧洗滌器8通過管路和所述氧分離器3雙向連接形成第二循環(huán)回路。電解槽1產(chǎn)出的氫氣和氧氣分別通過氫分離器2和氧分離器3進(jìn)行堿液分離，再次經(jīng)過氫洗滌器和氧洗滌器進(jìn)行洗滌，對氣體進(jìn)行純化，通過氫洗滌器和氧洗滌器洗滌后的含堿冷卻水可以分別回流到氫分離器和氧分離器，進(jìn)而回流到電解槽內(nèi)，實現(xiàn)堿液的循環(huán)利用，降低制氫成本。

28.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)還包括氫冷卻器9，所述氫冷卻器9進(jìn)液口和所述氫洗滌器7連接，所述氫冷卻器9的出液口和所述氫分離器2連接。氫冷卻器9對于洗滌后的氫氣進(jìn)一步冷卻，使其便于存儲利用，冷卻后的冷卻水可以回流至氫分離器內(nèi)，進(jìn)而供應(yīng)到電解槽進(jìn)行補(bǔ)液，由于冷卻換熱后的冷卻水具有一定的溫度，節(jié)省了電解槽的加熱能耗。

29.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)還包括氧冷卻器10，所述氧冷卻器10進(jìn)液口和所述氧洗滌器8連接，所述氧冷卻器10的出液口和所述氧分離器3連接。氧冷卻器10對于洗滌后的氧氣進(jìn)一步冷卻，使其便于存儲利用，冷卻后的冷卻水可以回流至氧分離器內(nèi)，進(jìn)而供應(yīng)到電解槽進(jìn)行補(bǔ)液，由于冷卻換熱后的冷卻水具有一定的溫度，節(jié)省了電解槽的加熱能耗。

30.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)還包括補(bǔ)水箱11，所述補(bǔ)水箱11通過管路分別和所述氫洗滌器7和所述氧洗滌器8連接。通過設(shè)置補(bǔ)水箱11對氫洗滌器和氧洗滌器進(jìn)行供水，以對氫氣和氧氣中的堿液進(jìn)行洗滌。

31.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)還包括水泵12，所述水泵12設(shè)置于所述補(bǔ)水箱11的出水側(cè)。水泵12的設(shè)置可以提高補(bǔ)水箱對氫洗滌器和氧洗滌器的供水壓力，實現(xiàn)對氫氣和氧氣的充分洗滌。

32.至少兩臺所述電解槽1的氫側(cè)出口和氧側(cè)出口分別設(shè)置出液閥門13。通過各自電解槽的出液閥門的啟閉控制，實現(xiàn)對電解槽輪動啟動的控制。

33.至少兩臺所述電解槽1的回液側(cè)分別設(shè)置回液閥門14。通過各自電解槽的回液閥門的控制，實現(xiàn)對堿液回流流向的控制，使其流向運(yùn)行中的電解槽，實現(xiàn)電解槽的可持續(xù)工作。

34.所述氫洗滌器7和所述氧洗滌器8的進(jìn)水側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)水閥門15。通過設(shè)置進(jìn)水閥門，實現(xiàn)對氫洗滌器和氧洗滌器補(bǔ)水過程的控制，在沒有氫氣和氧氣通過洗滌器時，可以關(guān)閉進(jìn)水閥門，節(jié)約用水。

35.需要說明的是，在本技術(shù)的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本技術(shù)的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

36.流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部

分，并且本技術(shù)的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本技術(shù)的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

37.在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本技術(shù)的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

38.盡管上面已經(jīng)示出和描述了本技術(shù)的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本技術(shù)的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本技術(shù)的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。技術(shù)特征：

1.一種用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩臺通過管路相互并聯(lián)連接的電解槽、分別連接于至少兩臺所述電解槽氫側(cè)出口的氫分離器、分別連接于至少兩臺所述電解槽氧側(cè)出口的氧分離器，所述氫分離器和所述氧分離器的出液口共連于回液管路，至少兩臺所述電解槽的回液側(cè)通過管路共連于所述回液管路，所述回液管路上設(shè)置堿水泵。2.如權(quán)利要求1所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，所述回液管路上還設(shè)置有過濾器。3.如權(quán)利要求1所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，還包括氫洗滌器和氧洗滌器，所述氫洗滌器通過管路和所述氫分離器雙向連接形成第一循環(huán)回路，所述氧洗滌器通過管路和所述氧分離器雙向連接形成第二循環(huán)回路。4.如權(quán)利要求3所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，還包括氫冷卻器，所述氫冷卻器進(jìn)液口和所述氫洗滌器連接，所述氫冷卻器的出液口和所述氫分離器連接。5.如權(quán)利要求3所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，還包括氧冷卻器，所述氧冷卻器進(jìn)液口和所述氧洗滌器連接，所述氧冷卻器的出液口和所述氧分離器連接。6.如權(quán)利要求3所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，還包括補(bǔ)水箱，所述補(bǔ)水箱通過管路分別和所述氫洗滌器和所述氧洗滌器連接。7.如權(quán)利要求6所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，還包括水泵，所述水泵設(shè)置于所述補(bǔ)水箱的出水側(cè)。8.如權(quán)利要求1所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，至少兩臺所述電解槽的氫側(cè)出口和氧側(cè)出口分別設(shè)置出液閥門。9.如權(quán)利要求1所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，至少兩臺所述電解槽的回液側(cè)分別設(shè)置回液閥門。10.如權(quán)利要求6所述的用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，所述氫洗滌器和所述氧洗滌器的進(jìn)水側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)水閥門。

技術(shù)總結(jié)

本申請?zhí)岢鲆环N用于堿性電解制氫裝置電解液循環(huán)的系統(tǒng)，包括至少兩臺通過管路相互并聯(lián)連接的電解槽、分別連接于至少兩臺所述電解槽氫側(cè)出口的氫分離器、分別連接于至少兩臺所述電解槽氧側(cè)出口的氧分離器，所述氫分離器和所述氧分離器的出液口共連于回液管路，至少兩臺所述電解槽的回液側(cè)通過管路共連于所述回液管路，多臺電解槽通過管路并聯(lián)連接，當(dāng)其中一臺電解槽啟動工作后，溫度達(dá)到要求，可以將電解液直接輸送給其他輪動待啟動電解槽，降低系統(tǒng)整體的啟動時的能耗，另外也省去了堿液回流過程中的冷卻和加熱過程，而且多個電解槽可以共用一套氫氧分離系統(tǒng)，降低系統(tǒng)組裝成本。降低系統(tǒng)組裝成本。降低系統(tǒng)組裝成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王凡 郭海礁 劉麗萍 王韜 王金意 余智勇 王鵬杰 任志博 張暢 徐顯明 潘龍

受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川華能氫能科技有限公司 華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司 四川華能太平驛水電有限責(zé)任公司 四川華能寶興河水電有限責(zé)任公司 四川華能嘉陵江水電有限責(zé)任公司 四川華能東西關(guān)水電股份有限公司 四川華能康定水電有限責(zé)任公司 四川華能涪江水電有限責(zé)任公司 華能明臺電力有限責(zé)任公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.19

技術(shù)公布日：2022/4/6