电解制氢系统的制作方法

本发明涉及电解制氢，特别涉及一种电解制氢系统。

背景技术：

1、现有电解制氢系统采用的氢气干燥工艺和气液分离工艺会损耗一部分产品气，大大提高了能耗，使产品气产量减少。目前电解制氢系统的工作流程为：纯水箱作为纯水储存设备，在泵的动力输送作用下将纯水输送到纯水换热器降温冷却后，进入电解槽电解生成氧气和氢气，其中氧气随未电解的纯水回到水箱，氧水分离后氧气排放；氢气则进入气液分离器进行气液分离，气液分离后的纯水经降压后回到纯水收集器，纯水收集器与水箱相连，而分离后的氢气进入氢气冷却器冷却进一步脱水后进入干燥器进行深度干燥后作为高纯氢气供给用户使用。在以上传统电解制氢系统中，存在以下两个明显的能耗和产品气浪费点:

2、第一，纯水收集器中因降低释放的氢气和用于干燥剂再生的氢气均排到环境中，造成了产品氢气的浪费。

3、第二，制氢系统中的热能没有利用，造成了能源的浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种电解制氢系统，能提高能源利用率，减少能源浪费。

2、一种电解制氢系统，包括：

3、电解单元，包括利用电解氢气实现加热的第一加热部和第二加热部；

4、气体干燥单元，包括干燥罐和冷却管路，干燥罐包括第一干燥部和第二干燥部，第一干燥部和第二干燥部内均设有第一干燥剂，第一干燥剂在被加热时解吸水分，在不加热时吸附水分，第一加热部设于第一干燥部，第二加热部设于第二干燥部，冷却管路的两端分别连通第一干燥部、第二干燥部；

5、控制单元，控制单元分别与电解单元、气体干燥单元电性连接；

6、当第一干燥部吸附工作，第二干燥部解吸再生时，控制第二加热部对第二干燥部进行加热，氢气从第二干燥部进入其内部，并经过冷却管路排入第一干燥部，第一干燥部将氢气中的水分吸附后排出氢气；

7、当第二干燥部吸附工作，第一干燥部解吸再生时，控制第一加热部对第一干燥部进行加热，氢气从第一干燥部的进入其内部，并经过冷却管路排入第二干燥部，第二干燥部将氢气中的水分吸附后排出氢气。

8、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括电解槽和第一输氢管，所述电解槽的排气口与所述第一输氢管连接，所述电解槽电解产生的氢气从所述第一输氢管排出，所述第一加热部、所述第二加热部均与所述第一输氢管接通。

9、在本发明的实施例中，上述第一加热部包括第一加热管以及连接于所述第一加热管的第一控制阀和第一单向阀，所述第一加热管的进气端和出气端均与所述第一输氢管接通，所述第一加热管的部分区段设置于所述第一干燥部，所述第一控制阀靠近所述第一加热管的进气端设置，所述第一单向阀靠近所述第一加热管的出气端设置。

10、在本发明的实施例中，上述第二加热部包括第二加热管以及连接于所述第二加热管的第二控制阀和第二单向阀，所述第二加热管的进气端和出气端均与所述第一输氢管接通，所述第二加热管的部分区段设置于所述第二干燥部，所述第二控制阀靠近所述第二加热管的进气端设置，所述第二单向阀靠近所述第二加热管的出气端设置。

11、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括气液分离器、回水收集器、第一排液管、第一降压元件和第一废气收集管，所述第一输氢管与所述气液分离器连接，所述电解槽产生的氢气在所述气液分离器中实现气液分离，所述第一排液管连接于所述气液分离器与所述回水收集器之间，所述第一降压元件连接于所述第一排液管，所述气液分离器中的液体经过所述第一降压元件、所述第一排液管排入所述回水收集器中，所述第一废气收集管连接于所述回水收集器与所述干燥罐之间，所述回水收集器中的氢气经过所述第一废气收集管排入所述第一干燥部或所述第二干燥部。

12、在本发明的实施例中，上述第一废气收集管远离所述回水收集器的一端分流形成第一废气支管和第二废气支管，所述第一废气支管与所述第一干燥部的进气口接通，所述第二废气支管与所述第二干燥部的进气口接通。

13、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括第三控制阀和第三单向阀，所述第三控制阀和所述第三单向阀连接于所述第一废气支管，所述第三控制阀用于阻断或接通所述第一废气支管与所述第一干燥部。

14、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括第四控制阀和第四单向阀，所述第四控制阀和所述第四单向阀连接于所述第二废气支管；所述第四控制阀用于阻断或接通所述第二废气支管与所述第二干燥部。

15、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括第二输氢管、第三输氢管、第一干燥器、第二干燥器、第五控制阀、第六控制阀、第五单向阀和第六单向阀，所述第二输氢管的一端与所述气液分离器连接，所述第二输氢管的另一端分流形成第一输氢支管和第二输氢支管，所述第一输氢支管与所述第一干燥器的进气口连接，所述第二输氢支管与所述第二干燥器的进气口连接，所述第三输氢管的排气端用于输出干燥氢气，所述第三输氢管的进气端分流形成第三输氢支管和第四输氢支管，所述第三输氢支管与所述第一干燥器的排气口连接，所述第四输氢支管与所述第二干燥器的排气口连接，所述第五控制阀连接于所述第一输氢支管，所述第六控制阀连接于所述第二输氢支管，所述第五单向阀连接于所述第三输氢支管，所述第六单向阀连接于所述第四输氢支管。

16、在本发明的实施例中，上述第一干燥器和所述第二干燥器内均设有第二干燥剂，所述第二干燥剂在第一压强环境下吸附水分，在第二压强环境下解吸水分，所述第一压强大于所述第二压强，所述电解单元还包括再生管和连接于所述再生管的第二降压元件，所述再生管的一端与所述第三输氢支管接通，所述再生管的另一端与所述第四输氢支管接通。

17、在本发明的实施例中，当所述第一干燥器吸附工作，所述第二干燥器解吸再生时，控制所述第五控制阀开启、所述第六控制阀关闭，氢气从所述第一输氢支管进入所述第一干燥器进行干燥纯化，一部分氢气从所述第三输氢支管排出，另一部分氢气从所述再生管进入所述第二干燥器，实现所述第二干燥器内的所述第二干燥剂解吸再生。

18、在本发明的实施例中，当所述第二干燥器吸附工作，所述第一干燥器解吸再生时，控制所述第六控制阀开启、所述第五控制阀关闭，氢气从所述第二输氢支管进入所述第二干燥器进行干燥纯化，一部分氢气从所述第四输氢支管排出，另一部分氢气从所述再生管进入所述第一干燥器，实现所述第一干燥器内的所述第二干燥剂解吸再生。

19、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括第二废气收集管、第七控制阀、第八控制阀和第七单向阀，所述第二废气收集管的一端与所述第一废气收集管接通，所述第二废气收集管的另一端分流形成第三废气支管和第四废气支管，所述第三废气支管与所述第一输氢支管的排气口接通，所述第四废气支管与所述第二输氢支管的排气口接通，所述第七控制阀连接于所述第三废气支管，所述第八控制阀连接于所述第四废气支管，所述第七单向阀连接于所述第二废气收集管靠近所述第一废气收集管的一端。

20、在本发明的实施例中，当所述第一干燥器吸附工作，所述第二干燥器解吸再生时，控制所述第七控制阀关闭、所述第八控制阀开启，所述第二干燥器中的氢气从所述第四废气支管、所述第二废气收集管排入所述干燥罐中。

21、在本发明的实施例中，当所述第二干燥器吸附工作，所述第一干燥器解吸再生时，控制所述第八控制阀关闭、所述第七控制阀开启，所述第一干燥器中的氢气从所述第三废气支管、所述第二废气收集管排入所述干燥罐中。

22、在本发明的实施例中，上述电解单元还包括第二输氢管和第七单向阀，所述第二输氢管的一端与所述气液分离器连接，所述第二输氢管的另一端与所述第一废气收集管接通，所述第七单向阀连接于所述第二输氢管，所述气液分离器中的氢气经过所述第二输氢管、所述第一废气收集管排入所述干燥罐中。

23、在本发明的实施例中，上述冷却管路包括连通管和冷却器，所述连通管的两端分别接通所述第一干燥部、所述第二干燥部，所述冷却器连接于所述连通管，所述冷却器用于降低所述连通管中的氢气温度。

24、在本发明的实施例中，上述第二输氢管经过所述冷却器设置，所述冷却器用于降低所述第二输氢管中的氢气温度。

25、在本发明的实施例中，上述电解制氢系统还包括纯水供给单元，所述纯水供给单元与所述电解槽连接，所述纯水供给单元用于为所述电解槽提供纯水。

26、在本发明的实施例中，上述纯水供给单元包括纯水水箱、水泵、换热器、供水管和回水管，所述供水管的一端与所述纯水水箱的出水口连接，所述供水管的另一端与所述电解槽的进水口连接，所述水泵连接于所述供水管，所述供水管经过所述换热器设置，所述回水管的一端与所述纯水水箱的进水口连接，所述回水管的另一端与所述电解槽的出水口连接，所述回水收集器的出水口与所述纯水水箱连接。

27、在本发明的实施例中，上述供水管的出水端分流形成第一供水支管和第二供水支管，所述第一供水支管与所述电解槽连接，所述第二供水支管的另一端与所述纯水水箱的进水口连接；所述纯水供给单元还包括净化器，所述净化器连接于所述第二供水支管，所述净化器用于净化纯水。

28、本发明的电解制氢系统利用电解单元电解产生的氢气热能，使之加热第一干燥部和第二干燥部，实现第一干燥剂的再生，提高了能源利用率，减少了不必要的能源浪费，整套系统经济性好。