电解水制氢气的装置的制作方法

本技术涉及制氢领域，具体涉及一种电解水制氢气的装置。

背景技术：

1、电解水制氢是氢能发展中必备环节，理论上电解获得1kg氢气需要投入9kg水，但是实际耗水量会高于该值，主要原因之一为电解槽需要采用纯水，一般是源头水经过反渗透等除盐水系统获得，在获得合格的除盐水后(25℃的电导率<1μs/cm)，会形成一股相对源头用水盐份高3-8倍的浓水(称为含盐浓水)，这股水当前一般直接外排，从而使得水资源利用率仅有70-85％，业内基本未进行过水资源的回收利用；水资源回收利用的瓶颈在一定程度上制约了氢能的发展。因此，亟需一种能够提高水资源利用率的电解水制氢气的装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电解水制氢时水资源利用率较低的问题，提供一种电解水制氢气的装置，该装置利用电解过程的余热，将其与含盐浓水换热并将含盐浓水进行蒸馏冷凝，得到蒸馏水，从而提高了水的利用率。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供一种电解水制氢气的装置，所述装置包括：相互连通的除盐水系统、电解制氢系统和蒸馏冷凝系统5；其中，

3、所述除盐水系统中设置有反渗透膜，用于将原水进行反渗透处理；所述除盐水系统的脱盐水出口和所述电解制氢系统的原料入口连通；

4、所述除盐水系统的含盐浓水出口和所述蒸馏冷凝系统5的原料入口连通；

5、所述电解制氢系统的排液出口和所述蒸馏冷凝系统5的热源管道入口连通；

6、所述蒸馏冷凝系统5的热源管道出口与所述电解制氢系统的电解质加注口连通。

7、优选地，所述蒸馏冷凝系统5的冷凝液出口与所述除盐水系统的原水入口可选地连通。

8、优选地，所述电解制氢系统包括：电解槽1、氧气气液分离器3和氢气气液分离器2。

9、优选地，所述电解槽为碱性电解槽。

10、优选地，所述氧气气液分离器3和所述电解槽1连通，用于将来自所述电解槽1的阳极产物进行分离，得到氧气和碱水-1；

11、所述氢气气液分离器2和所述电解槽1连通，用于将来自所述电解槽1的阴极产物进行分离，得到氢气和碱水-2；

12、所述氧气气液分离器3和所述氢气气液分离器2和所述蒸馏冷凝系统5连通，用于将所述碱水-1和碱水-2作为所述蒸馏冷凝系统5的热源。

13、优选地，所述蒸馏冷凝系统5的热源管道出口和所述电解槽1连通，用于将所述碱水-1和碱水-2降温后返回至所述电解槽1作为电解质。

14、优选地，所述蒸馏冷凝系统5的热源管道出口和所述电解槽1之间设置有碱液循环泵4，用于将来自所述热源管道出口的流出物送入所述电解槽1。

15、优选地，所述蒸馏冷凝系统5为真空蒸馏系统。

16、优选地，所述真空蒸馏系统中设置有填料段，所述填料段的高度大于等于1m。

17、优选地，所述蒸馏冷凝系统5还包括冷凝器，用于将所述含盐浓水蒸发得到的水蒸气凝结得到送入所述除盐水系统的蒸馏水。

18、通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

19、本实用新型利用电解过程的余热，将电解制氢系统中具有余热的碱水混合物作为蒸馏冷凝系统的热源与含盐浓水进行间接换热，将含盐浓水蒸发冷凝得到的蒸馏水继续返回除盐水系统生产脱盐水或者直接进入电解槽使用，从而提高水的利用率，大幅降低了水耗，且电解槽废热得以利用。

技术特征：

1.一种电解水制氢气的装置，其特征在于，所述装置包括：相互连通的除盐水系统、电解制氢系统和蒸馏冷凝系统(5)；其中，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝系统(5)的冷凝液出口与所述除盐水系统的原水入口可选地连通。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电解制氢系统包括：电解槽(1)、氧气气液分离器(3)和氢气气液分离器(2)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电解槽为碱性电解槽。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述氧气气液分离器(3)和所述电解槽(1)连通，用于将来自所述电解槽(1)的阳极产物进行分离，得到氧气和碱水-1；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝系统(5)的热源管道出口和所述电解槽(1)连通，用于将所述碱水-1和碱水-2降温后返回至所述电解槽(1)作为电解质。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝系统(5)的热源管道出口和所述电解槽(1)之间设置有碱液循环泵(4)，用于将来自所述热源管道出口的流出物送入所述电解槽(1)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝系统(5)为真空蒸馏系统。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述真空蒸馏系统中设置有填料段，所述填料段的高度大于等于1m。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述蒸馏冷凝系统(5)还包括冷凝器，用于将所述含盐浓水蒸发得到的水蒸气凝结得到送入所述除盐水系统的蒸馏水。

技术总结本技术涉及制氢领域，公开了电解水制氢气的装置。所述装置包括：相互连通的除盐水系统、电解制氢系统和蒸馏冷凝系统；其中，所述除盐水系统中设置有反渗透膜，用于将原水进行反渗透处理；所述除盐水系统的脱盐水出口和所述电解制氢系统的原料入口连通；所述除盐水系统的含盐浓水出口和所述蒸馏冷凝系统的原料入口连通；所述电解制氢系统的排液出口和所述蒸馏冷凝系统的热源管道入口连通；所述蒸馏冷凝系统的热源管道出口与所述电解制氢系统的电解质加注口连通。本技术采用电解过程的余热，将其与含盐浓水换热并将含盐浓水进行蒸馏冷凝，得到蒸馏水，从而提高了水的利用率。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：北京海望氢能科技有限公司技术研发日：20230913技术公布日：2024/5/10