一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统的制作方法

本技术属于电解水，具体涉及一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统。

背景技术：

1、气体纯度是碱水电解的重要指标，制氢系统运行过程产生的氢气的气体纯度通常高于 99.9vol.%（没有额外纯化的情况下），产生的氧气的气体纯度通常要求高于 98.5vol.%。由于这两种产品气体在大约 4 - 96vol .%的范围内即可形成爆炸性混合物，因此整个电解槽系统紧急停机的技术安全限值为 1.5vol .%。因此整个制氢系统在运行过程中，产品气体杂质即氧中氢的含量需要低于此限值，以保证制氢系统的连续运行和生产。

2、碱性电解水制氢系统产气过程，气体的纯度随着电流密度的增加而增加，然而，在较低的电流密度下时，产生的氢气含量较低，致使行业内碱水制氢系统在低负荷下运行的氧中氢含量超出所要求的1.5vol .%技术安全限值。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供碱性电解水制氢系统低负荷运行下氧中氢的控制系统，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，包括电解槽、氢气分离器、氧气分离器、碱液冷却器、温度监测器和碱液循环泵；

4、所述电解槽分别与氢气分离器、氧气分离器连通，氢气分离器、氧气分离器均与碱液冷却器连通，所述碱液冷却器通过碱液循环泵与电解槽连通，所述电解槽的进口处上设置有碱液温度监测器，所述碱液温度监测器用于监测碱液的温度，所述碱液温度监测器连接到总控器，当总控器控制电解槽低负荷运行时，总控器控制碱液冷却器降低碱液温度，以使电解槽的碱液的温度也随着负荷的下降而下降。

5、优选的，碱液循环泵包括碱液循环泵a或碱液循环泵b，所述碱液循环泵a或碱液循环泵b将碱液冷却器内的碱液输送至电解槽内。

6、优选的，所述氢气分离器连通有氢综合塔，所述氢综合塔连通有氢水冷却器，所述氢水冷却器连通有氢气水分离器，所述氢气水分离器分两路排出不合格氢气和合格氢气，所述氢气水分离器连通氢排水器。

7、优选的，所述氧气分离器连通有氧综合塔，所述氧综合塔连通有氧水冷却器，所述氧水冷却器连通氧气水分离器，所述氧气水分离器排出氧气，所述氧气水分离器连通有氧排水器。

8、一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统的控制方法，电解槽中碱液的运行温度按电解槽运行负荷变化而变化。

9、优选的，设定电解槽低负荷运行参数区间，电解槽进入低负荷参数区间内启动电解槽系统中碱液的运行温度控制系统进行温度调节。

10、优选的，电解槽系统中碱液的运行温度按电解槽运行负荷下降而降低碱液的运行温度。

11、优选的，所述电解槽低负荷运行参数区间设定0-50%负荷。

12、优选的，通过冷却水系统来控制电解槽碱液温度，从而使电解槽出口温度稳定在低负荷所需的范围内，此时电解槽系统能够在低负荷情况下稳定运行。

13、本实用新型的技术效果和优点：本实用新型的系统随着电解槽负荷的下降，控制电解槽碱液的运行温度也随着负荷的下降而下降，在电解槽负荷降至低负荷以下运行时，通过碱液冷却器使得碱液温度随负荷下降时，使碱液温度下降同步控制调节，二者按相应的比例关系跟踪调节控制，以确保氧中氢控制在允许的安全范围内运行，电解槽负荷上下变化波动时，所控制的碱液温度跟踪负荷上下变化而随着相应变化。

技术特征：

1.一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，其特征在于：包括电解槽、氢气分离器、氧气分离器、碱液冷却器、温度监测器和碱液循环泵；

2.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，其特征在于：碱液循环泵包括碱液循环泵a或碱液循环泵b，所述碱液循环泵a或碱液循环泵b将碱液冷却器内的碱液输送至电解槽内。

3.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，其特征在于：所述氢气分离器连通有氢综合塔，所述氢综合塔连通有氢水冷却器，所述氢水冷却器连通有氢气水分离器，所述氢气水分离器分两路排出不合格氢气和合格氢气，所述氢气水分离器连通氢排水器。

4.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，其特征在于：所述氧气分离器连通有氧综合塔，所述氧综合塔连通有氧水冷却器，所述氧水冷却器连通氧气水分离器，所述氧气水分离器排出氧气，所述氧气水分离器连通有氧排水器。

技术总结本技术公开了一种碱性电解水制氢系统低负荷状态下氧中氢含量的控制系统，包括电解槽、氢气分离器、氧气分离器、碱液冷却器、温度监测器和碱液循环泵。本技术的系统随着电解槽负荷的下降，控制电解槽碱液的运行温度也随着负荷的下降而下降，在电解槽负荷降至低负荷以下运行时，通过碱液冷却器使得碱液温度随负荷下降时，使碱液温度下降同步控制调节，二者按相应的比例关系跟踪调节控制，以确保氧中氢控制在允许的安全范围内运行，电解槽负荷上下变化波动时，所控制的碱液温度跟踪负荷上下变化而随着相应变化。技术研发人员：江荣方,刘桂林,张羽,韩世涛,余靖受保护的技术使用者：江苏双良氢能源科技有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/7/11