海上水电解制氢设备及系统的制作方法

本申请涉及海水电解制氢，尤其是涉及一种海上水电解制氢设备及系统。

背景技术：

1、以可再生电力进行水电解制氢可以实现零碳排放的氢气生产，是实现碳中和的有效手段之一。海上存在丰富的风能、光能、潮汐能等多种可再生能源，可作为可再生电力发电的能量来源；同时，海洋中有丰富的水资源为水电解制氢提供了丰富的原料，将海洋中的可再生电力和水电解制氢结合起来，将为绿氢的产业发展注入强劲动力。

2、目前，海水制氢的场景多是在近海，而近海可利用的可再生能源容量有限，为了获得更多可用于制氢的可再生电力，向远海获取可再生电力并就近制氢将是一种高效的绿氢生产模式。

3、远海制氢的过程中，制氢设备需要搭载于海上平台上。海上平台因海风或海浪发生晃动时将会影响制氢设备的稳定性。一方面，平台晃动会导致设备发生微小位移，导致管道发生弯折，影响管道接口的密闭性，易发生泄露事故。另一方面，平台晃动会导致水电解制氢设备内的电解液和氢气随之发生晃动，影响氢气、氧气与电解液的分离效率及分离效果，且存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种海上水电解制氢设备及系统，以改善现有技术中存在的制氢设备稳定性差导致的氢气和氧气的分离效率低、分离效果差的问题。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本申请实施例提供一种海上水电解制氢设备，包括海水提供组件、电解槽、氢侧分离器和氧侧分离器；所述海水提供组件用于抽取海水，并将海水处理后提供给所述电解槽；所述电解槽用于对海水进行电解，生成氢气和氧气；所述氢气混合电解液进入所述氢侧分离器进行分离，所述氧气混合电解液进入所述氧侧分离器进行分离；所述海水提供组件、所述电解槽、所述氢侧分离器和所述氧侧分离器之间分别通过管路连接以实现上述功能，且至少一个所述管路为柔性连接。

4、在其中一个实施例中，所述管路为柔性软管，或，所述管路包括主管和连接管，所述连接管为柔性软管，所述主管的至少一端设有所述连接管。

5、在其中一个实施例中，所述海水提供组件包括依次连接设置的海水泵、海水处理装置、补水泵、电解液缓冲箱和电解液循环泵；所述电解液循环泵的出液口与所述电解槽的进液口连通；所述海水泵的进液口和海水源连通。

6、在其中一个实施例中，所述电解液循环泵和所述电解槽之间还设有流量调节阀。

7、在其中一个实施例中，所述海水处理装置上设有第一液位计，所述第一液位计具有远传功能，用于检测所述海水处理装置内的海水液位信息；所述海水泵根据所述第一液位计检测的海水液位信息调整向所述海水处理装置的供水速度。

8、在其中一个实施例中，所述氢侧分离器包括第一一级分离器、第一二级分离器和第二二级分离器；所述第一一级分离器用于接收所述电解槽排出的氢气，并对所述氢气进行气液分离；所述第一二级分离器用于接收由所述第一一级分离器排出的氢气，并对所述氢气进行气液分离；所述第二二级分离器用于接收由所述第一一级分离器排出的电解液，并对所述电解液进行气液分离。

9、在其中一个实施例中，所述第一一级分离器的一侧端部设有第一一级进口，另一侧端部分别设有第二一级进口和第三一级进口，所述第一一级分离器的顶部设有第一一级出口，底部设有第二一级出口；所述第一二级分离器顶部设有第一二级出口，底部设有第二二级出口，侧壁上设有第一二级进口；所述第二二级分离器顶部设有第三二级出口，侧壁上设有第二二级进口，底部设有第四二级出口；

10、所述第一一级进口与所述电解槽的氢气出口连通，所述第二一级进口与所述第三二级出口连通，所述第三一级进口与所述第二二级出口连通，所述第三一级进口位于所述第二一级进口下方，所述第一一级出口与所述第一二级进口连通，所述第二一级出口与所述第二二级进口连通，所述第四二级出口与所述电解液缓冲箱连通，所述第一二级出口用于排出氢气。

11、在其中一个实施例中，所述第一一级分离器上设有第二液位计，所述第二液位计具有远传功能，用于检测所述第一一级分离器内的电解液液位信息，所述补水泵根据所述第二液位计检测的所述电解液液位信息调整向所述电解液缓冲箱的供水速度。

12、在其中一个实施例中，所述氧侧分离器包括第二一级分离器和第三二级分离器；所述第二一级分离器的两端分别设有第四一级进口和第五一级进口，所述第二一级分离器的顶部设有第三一级出口，底部设有第四一级出口；所述第三二级分离器的顶部设有第五二级出口，底部设有第六二级出口，侧壁上设有第三二级进口。

13、另一方面，本申请实施例提供一种海上水电解制氢系统，包括海上平台、及设在所述海上平台上的发电系统和如上所述的海上水电解制氢设备。

14、本申请至少具有以下有益效果：本申请实施例提供的海上水电解制氢设备及系统，包括海水提供组件、电解槽、氢侧分离器和氧侧分离器，上述各组件之间通过管路连接实现海水制氢，且其至少一个管路为柔性连接，柔性连接的管路具有一定的伸缩性，可避免因海上平台晃动而导致管路弯折、接口断开等事故发生。同时，采用柔性连接的组件还可避免刚性连接的互相拉扯作用，减小柔性连接的组件间的作用力，从而提高设备的稳定性、可靠性。

技术特征：

1.一种海上水电解制氢设备，其特征在于：包括海水提供组件、电解槽、氢侧分离器和氧侧分离器；所述海水提供组件用于抽取海水，并将海水处理后提供给所述电解槽；所述电解槽用于对海水进行电解，生成氢气和氧气；所述氢气混合电解液进入所述氢侧分离器进行分离，所述氧气混合电解液进入所述氧侧分离器进行分离；所述海水提供组件、所述电解槽、所述氢侧分离器和所述氧侧分离器之间分别通过管路连接以实现上述功能，且至少一个所述管路为柔性连接。

2.如权利要求1所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述管路为柔性软管，或，所述管路包括主管和连接管，所述连接管为柔性软管，所述主管的至少一端设有所述连接管。

3.如权利要求1所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述海水提供组件包括依次连接设置的海水泵、海水处理装置、补水泵、电解液缓冲箱和电解液循环泵；所述电解液循环泵的出液口与所述电解槽的进液口连通；所述海水泵的进液口和海水源连通。

4.如权利要求3所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述电解液循环泵和所述电解槽之间还设有流量调节阀。

5.如权利要求3所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述海水处理装置上设有第一液位计，所述第一液位计具有远传功能，用于检测所述海水处理装置内的海水液位信息；所述海水泵根据所述第一液位计检测的海水液位信息调整向所述海水处理装置的供水速度。

6.如权利要求3所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述氢侧分离器包括第一一级分离器、第一二级分离器和第二二级分离器；所述第一一级分离器用于接收所述电解槽排出的氢气，并对所述氢气进行气液分离；所述第一二级分离器用于接收由所述第一一级分离器排出的氢气，并对所述氢气进行气液分离；所述第二二级分离器用于接收由所述第一一级分离器排出的电解液，并对所述电解液进行气液分离。

7.如权利要求6所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述第一一级分离器的一侧端部设有第一一级进口，另一侧端部分别设有第二一级进口和第三一级进口，所述第一一级分离器的顶部设有第一一级出口，底部设有第二一级出口；所述第一二级分离器顶部设有第一二级出口，底部设有第二二级出口，侧壁上设有第一二级进口；所述第二二级分离器顶部设有第三二级出口，侧壁上设有第二二级进口，底部设有第四二级出口；

8.如权利要求6所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述第一一级分离器上设有第二液位计，所述第二液位计具有远传功能，用于检测所述第一一级分离器内的电解液液位信息，所述补水泵根据所述第二液位计检测的所述电解液液位信息调整向所述电解液缓冲箱的供水速度。

9.如权利要求3所述的海上水电解制氢设备，其特征在于：所述氧侧分离器包括第二一级分离器和第三二级分离器；所述第二一级分离器的两端分别设有第四一级进口和第五一级进口，所述第二一级分离器的顶部设有第三一级出口，底部设有第四一级出口；所述第三二级分离器的顶部设有第五二级出口，底部设有第六二级出口，侧壁上设有第三二级进口；

10.一种海上水电解制氢系统，其特征在于：包括海上平台、及设在所述海上平台上的发电系统和如权利要求1至9任意一项所述的海上水电解制氢设备。

技术总结本申请提供一种海上水电解制氢设备及系统，所述海上水电解制氢设备包括海水提供组件、电解槽、氢侧分离器和氧侧分离器；所述海水提供组件用于抽取海水，并将海水处理后提供给所述电解槽；所述电解槽用于对海水进行电解，生成氢气和氧气；所述氢气混合电解液进入所述氢侧分离器进行分离，所述氧气混合电解液进入所述氧侧分离器进行分离；所述海水提供组件、所述电解槽、所述氢侧分离器和所述氧侧分离器之间分别通过管路连接以实现上述功能，且至少一个所述管路为柔性连接。本申请提供的海上水电解制氢设备及系统，具有较好的设备稳定性，能够提高氢气和氧气的分离效率和分离效果，使制备的氢气和氧气具有较高的纯度。技术研发人员：王森,郑宇,孙泽正,王宏媛受保护的技术使用者：深圳市图灵科创产业发展有限公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/4/17