一种水电解制氢系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114959738A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210569147.7C25B15/08(2006.01)(22)申请日2022.05.24C01B3/00(2006.01)(71)申请人东方电气集团东方锅炉股份有限公司地址643001四川省自贡市自流井区五星街黄桷坪路150号整楼(72)发明人张文帅杨锦胡洋杨娟欧阳彦超孙浩然张定海(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214专利代理师黎飞(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B9/13(2021.01)C25B9/67(2021.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种水电解制氢系统(57)摘要本发明涉及制氢技术领域，公开了一种水电解制氢系统，包括依次管道连接的水电解制氢装置、换热装置、固态合金储氢装置、温控装置，还包括氢气增压及缓冲装置，氢气增压及缓冲装置与水电解制氢装置、固态合金储氢装置分别管道连接，水电解制氢装置用于产生氢气，水电解制氢装置与换热装置通过循环电解液进行热交换，换热装置与固态合金储氢装置通过循环水进行热交换，固态合金储氢装置与温控装置进行热交换。本发明解决了现有技术存在的难以在宽功率运行负荷范围内灵活调节温度、难以高效转化利用低品位电解水废热等问题。CN114959738ACN114959738A权利要求书1/1页1.一种水电解制氢系统，其特征在于，包括依次管道连接的水电解制氢装置(1)、换热装置(4)、固态合金储氢装置(3)、温控装置(5)，还包括氢气增压及缓冲装置(2)，氢气增压及缓冲装置(2)与水电解制氢装置(1)、固态合金储氢装置(3)分别管道连接，水电解制氢装置(1)用于产生氢气，水电解制氢装置(1)与换热装置(4)通过循环电解液进行热交换，换热装置(4)与固态合金储氢装置(3)通过循环水进行热交换，固态合金储氢装置(3)与温控装置(5)进行热交换。2.根据权利要求1所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，固态合金储氢装置(3)用于将水电解制氢装置(1)产生的多余热能转换为氢气的化学能，或，将氢气的化学能转换成热能用于加热水电解制氢装置(1)。3.根据权利要求2所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，氢气增压及缓冲装置(2)用于对水电解制氢装置(1)的出口氢气进行缓冲、增压存储，和/或，与固态合金储氢装置(3)进行氢气的交换。4.根据权利要求3所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，换热装置(4)用于实现循环电解液和循环水之间的换热。5.根据权利要求4所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，温控装置(5)用于调节循环水的流量，和/或，调节循环水的出口温度。6.根据权利要求5所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，还包括与氢气增压及缓冲装置(2)管道连接的高压气态储氢装置(6)，所述高压指固态合金储氢装置的工作压力以上。7.根据权利要求6所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，氢气增压及缓冲装置(2)包括依次管道连接的一级氢气缓冲罐(21)、一级氢气压缩机(22)、二级氢气缓冲罐(23)、二级氢气压缩机(24)，一级氢气缓冲罐(21)与水电解制氢装置(1)管道连接，二级氢气缓冲罐(23)、二级氢气压缩机(24)分别与高压气态储氢装置(6)管道连接，二级氢气缓冲罐(23)还与固态合金储氢装置(3)管道连接。8.根据权利要求7所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，温控装置(5)包括管道连接的储水装置(51)、冷却装置(52)，储水装置(51)与固态合金储氢装置(3)管道连接，冷却装置(52)与换热装置(4)管道连接。9.根据权利要求8所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，换热装置(4)为间壁式换热器。10.根据权利要求9所述的一种水电解制氢系统，其特征在于，水电解制氢装置(1)采用碱性水电解制氢方法或固体聚合物水电解制氢方法。2CN114959738A说明书1/6页一种水电解制氢系统技术领域[0001]本发明涉及制氢技术领域，具体是一种水电解制氢系统。背景技术[0002]可再生能源制氢是能源转型过程中的重要环节，但可再生能源的波动性以及资源禀赋的地域性分布对可再生能源电解水制氢系统的灵活性和高效性也提出了很高要求。一方面水电解制氢装置需根据可再生能源出力的变化以及用电峰谷来灵活调节自身运行负荷，另一方面，需要维持水电解制氢装置自身的运行温度稳定，以满足不同负荷下保持最佳温度或快速启动的热备需要；目前一般碱性电解水冷态启动时间需要2～3小时,热态启动需要15分钟左右，运行负荷在30％‑100％无法完全满足可再生能源的波动特性；除此之外，目前水电解制氢装置电解效率约在60％～80％，未利用的电能将转化为热能，通常这些