本發(fā)明涉及電解水制氫，具體涉及一種新型電解水制氫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、在電解槽制氫系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，如現(xiàn)有技術(shù)申請(qǐng)?zhí)枺篶n202111291730.8，其電解槽電解后產(chǎn)生的氫氣堿液混合液和氧氣堿液混合液，分別進(jìn)入各自的氫氣分離器和氧氣分離器。隨后，混合液經(jīng)氫氣洗滌塔和氧氣洗滌塔進(jìn)行洗滌，在此過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)水除堿以及降溫處理。經(jīng)過(guò)洗滌后的液體（含堿溶液）會(huì)再次進(jìn)入氫氣分離器和氧氣分離器，分離出來(lái)的氫氣和氧氣又各自進(jìn)入氫氣冷卻器和氧氣冷卻器。冷卻后的凝液依舊各自進(jìn)入氫氣分離器和氧氣分離器，最終，冷卻后的氫氣和氧氣，合格的進(jìn)入各自的氫氣純化裝置和氧氣純化裝置，而不合格的氫氣和氧氣則均被放空處理。
2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在著明顯的缺陷。首先，在設(shè)備配置方面，需要設(shè)置大型的堿液分離器和氫氣/氧氣洗滌塔。之所以要設(shè)置這些大型設(shè)備，是因?yàn)樵诜蛛x和處理過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)對(duì)混合液的有效分離以及對(duì)氣體的充分洗滌、除堿和降溫等操作。但這帶來(lái)的后果是設(shè)備投資大幅增加，同時(shí)也占據(jù)了較大的空間，導(dǎo)致占地面積大，并且分離流程相對(duì)復(fù)雜，增加了操作和管理的難度。
3、其次，在分離方式上，現(xiàn)有技術(shù)采用氣液分離器進(jìn)行分離，僅僅依靠重力沉降作用來(lái)實(shí)現(xiàn)氣液分離，之后再進(jìn)行洗滌。這種分離方式的局限性在于無(wú)法對(duì)產(chǎn)出氣體的溫度和分離的液體溫度進(jìn)行精確控制。其原因在于重力沉降分離方式本身的原理限制，它主要是利用氣液密度差實(shí)現(xiàn)分離，難以對(duì)溫度這一因素進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。而對(duì)于后級(jí)氣體用戶而言，這種溫度控制不精確的情況不夠友好。因?yàn)闅怏w溫度不穩(wěn)定可能會(huì)影響到后級(jí)設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至可能降低氣體的使用效果和安全性。
4、鑒于以上，有必要提出一種新型電解水制氫系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種更為高效、經(jīng)濟(jì)且便于對(duì)產(chǎn)出氣體溫度控制的電解槽氣體分離和處理方案，以彌補(bǔ)在設(shè)備投資、占地面積、分離流程以及溫度控制等方面存在諸多弊端。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
3、一種新型電解水制氫系統(tǒng)，包括電解槽，所述制氫系統(tǒng)在電解槽設(shè)備的下游設(shè)有一個(gè)或多個(gè)對(duì)氣液混合物料冷卻分離的物料冷卻器，所述物料冷卻器包括熱源進(jìn)口端、氣體出口端、液體出口端，所述液體出口端連接至對(duì)應(yīng)的液體收集罐，所述氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，液體收集罐內(nèi)經(jīng)冷卻的液體物料輸送至電解槽循環(huán)使用。
4、進(jìn)一步的，所述電解槽的下游工藝路線包括氫氣處理路線和氧氣處理路線，氫氣處理路線和氧氣處理路線上分別設(shè)有液體初級(jí)收集罐，兩個(gè)下游工藝路線的液體初級(jí)收集罐底部出口端匯流連接至二級(jí)收集罐，所述二級(jí)收集罐出口端通過(guò)循環(huán)泵與電解槽堿液進(jìn)口連接。
5、進(jìn)一步的，所述氫氣處理路線和/或氧氣處理路線上的物料冷卻器依次包括一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器，所述一級(jí)冷卻器的氣體出口端連接至二級(jí)冷卻器的熱源進(jìn)口端，所述二級(jí)冷卻器的氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，所述一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器的液體出口端并聯(lián)設(shè)置連接在液體收集罐上。
6、進(jìn)一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中的多個(gè)液體出口端匯流連接在同一個(gè)液體初級(jí)收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的兩個(gè)液體初級(jí)收集罐匯流連接在二級(jí)收集罐。
7、進(jìn)一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中各物料冷卻器分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的液體初級(jí)收集罐，各液體初級(jí)收集罐的出口端匯流連接至二級(jí)收集罐。
8、進(jìn)一步的，在氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級(jí)收集罐之間設(shè)置有底部連通管。
9、進(jìn)一步的，所述一級(jí)冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水冷卻，所述二級(jí)冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水。
10、進(jìn)一步的，所述一級(jí)冷卻器的氣體出口溫度為60±5℃；二級(jí)冷卻器采用循環(huán)水冷卻時(shí)氣體出口溫度為40±5℃，二級(jí)冷卻器采用冷凍水冷卻時(shí)氣體出口溫度為15±5℃。
11、進(jìn)一步的，所述液體初級(jí)收集罐的底部出口管上分別設(shè)有控溫調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、壓力傳感器；亦可在此基礎(chǔ)上設(shè)置氧中氫分析儀或氫中氧分析儀；所述液體初級(jí)收集罐上分別設(shè)有第一溫度傳感器、壓力傳感器，進(jìn)入二級(jí)收集罐的管線上設(shè)有第二溫度傳感器、壓力傳感器，根據(jù)第二溫度傳感器的溫度反饋數(shù)據(jù)作為各控溫調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度配比依據(jù)。
12、進(jìn)一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線的末端均設(shè)有放空管，兩個(gè)路線的放空管間距不小于10m（按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)）。
13、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：
14、1、所有冷卻器使用的冷卻介質(zhì)均可采用循環(huán)冷卻水或冷凍水，如對(duì)氫氣出口溫度有更低要求（15℃），則根據(jù)系統(tǒng)需要在二次冷卻器處采用冷凍水，通過(guò)對(duì)氣液混合物料的冷卻，可以對(duì)物料溫度根據(jù)需要控制；避免了現(xiàn)有技術(shù)中僅僅通過(guò)重力分離的弊端。
15、2、取消了大型的堿液分離器，減少了設(shè)備投資和占地面積，簡(jiǎn)化了分離流程；取消了氫氣/氧氣洗滌塔，減少了設(shè)備投資和占地面積；如此不僅節(jié)約的設(shè)備的占地使用面積，而且相比于洗滌塔等設(shè)備的成本也大幅降低。
16、3、可以根據(jù)電解槽設(shè)備運(yùn)行的需要調(diào)控進(jìn)入電解槽內(nèi)堿液的溫度，從而可以使電解槽內(nèi)的電解效率得到有效的保證。
1.一種新型電解水制氫系統(tǒng)，包括電解槽，其特征在于，所述制氫系統(tǒng)在電解槽設(shè)備的下游設(shè)有一個(gè)或多個(gè)對(duì)氣液混合物料冷卻分離的物料冷卻器，所述物料冷卻器包括熱源進(jìn)口端、氣體出口端、液體出口端，所述液體出口端連接至對(duì)應(yīng)的液體收集罐，所述氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，液體收集罐內(nèi)經(jīng)冷卻的液體物料輸送至電解槽循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽的下游工藝路線包括氫氣處理路線和氧氣處理路線，氫氣處理路線和氧氣處理路線上分別設(shè)有液體初級(jí)收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級(jí)收集罐底部出口端匯流連接至二級(jí)收集罐，所述二級(jí)收集罐出口端通過(guò)循環(huán)泵與電解槽堿液進(jìn)口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和/或氧氣處理路線上的物料冷卻器依次包括一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器，所述一級(jí)冷卻器的氣體出口端連接至二級(jí)冷卻器的熱源進(jìn)口端，所述二級(jí)冷卻器的氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，所述一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器的液體出口端并聯(lián)設(shè)置連接在液體收集罐上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中的多個(gè)液體出口端匯流連接在同一個(gè)液體初級(jí)收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的兩個(gè)液體初級(jí)收集罐匯流連接在二級(jí)收集罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中各物料冷卻器分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的液體初級(jí)收集罐，各液體初級(jí)收集罐的出口端匯流連接至二級(jí)收集罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，在氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級(jí)收集罐之間設(shè)置有底部連通管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水冷卻，所述二級(jí)冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)冷卻器的氣體出口溫度為60±5℃；二級(jí)冷卻器采用循環(huán)水冷卻時(shí)氣體出口溫度為40±5℃，二級(jí)冷卻器采用冷凍水冷卻時(shí)氣體出口溫度為15±5℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述液體初級(jí)收集罐的底部出口管上分別設(shè)有控溫調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、壓力傳感器、氧中氫分析儀或氫中氧分析儀；所述液體初級(jí)收集罐上分別設(shè)有第一溫度傳感器、壓力傳感器，進(jìn)入二級(jí)收集罐的管線上設(shè)有第二溫度傳感器、壓力傳感器，根據(jù)第二溫度傳感器的溫度反饋數(shù)據(jù)作為各控溫調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度配比依據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線的末端均設(shè)有放空管，兩個(gè)路線的放空管間距不小于10m。