[发明专利]一种电解水制氢与合金储氢集成控制系统

说明书

本发明公开了一种电解水制氢与合金储氢集成控制系统，包括电解水制氢装置，其制氢出口经由氢气纯化罐与防爆吸放氢控制柜的制氢进口相连，防爆吸放氢控制柜的储罐接口与置于储氢水浴箱内的防冻液中的若干储氢罐的罐口相连，储氢罐内填充储氢合金，防爆吸放氢控制柜的氢气输出口相连有氢气输出管路，储氢水浴箱的防冻液出口与升降温控制柜的储氢端进水口相连，储氢水浴箱的防冻液进口经由水泵与升降温控制柜的储氢端出水口相连，升降温控制柜的制氢端进水口、制氢端出水口分别与电解水制氢装置的出水口、进水口相连。本发明有效热耦合储氢罐与电解水制氢装置，实现了制氢和储氢效率的大幅提高，可再生能源利用效率高，能耗低，运行与维护成本低。

技术领域

本发明涉及一种电解水制氢与合金储氢集成控制系统，属于电解水制氢和合金储氢之间能源互用技术领域。

背景技术

近年来，在可再生能源应用领域里，由于自然条件造成的供能波动以及电网负荷导致的弃风弃水弃光浪费日益突出，与此同时，氢作为重要的工业原料和燃料电池的发电原料，得到了越来越多的重视，利用可再生能源制氢成了解决弃风弃水弃光问题的重要途径。

合金储氢技术可以实现在常温环境充放氢气，储氢密度极大，接近液态储氢，而吸氢压力也仅为一般气态储氢气瓶所需压力五分之一，适合与各种制氢设备接驳，是可再生能源制氢最匹配的储氢技术。

但目前广泛应用的电解制氢技术对环境温度的稳定性有较高要求，在寒冷地区预热启动时间过长，无法与可再生能源的波动性匹配，达到快速反应启动的要求，而在高温时段又因为散热困难容易导致停机。另一方面，合金储氢技术的巨大储氢密度导致此类储氢系统在放氢过程中需要大量吸热，短时间过快放氢会导致储氢合金温度急剧下降，降低合金的有效放氢量，而合金吸氢的时候又需要大量放热，否则合金温度的提高会极大降低储氢容量和吸氢速度。

虽然现有技术在制氢和储氢设备的设计制造过程中有辅热和冷却系统调节制氢装置温度，但是耗能较高，不仅降低了可再生能源的利用效率，也大幅提高了制氢装置的制造和运行成本。而且目前与大规模电解水制氢匹配的储氢装置一般以气态储氢气瓶为主，对于合金储氢罐的供氢机理及所需条件并无考虑，没有与制氢系统进行热耦合，有效管理氢气流量和废热循环效率的设计，导致合金储氢罐有效的氢气利用效率无法达到最优，无法发挥固态储氢装置的最大储氢效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解水制氢与合金储氢集成控制系统，其通过将储氢罐与电解水制氢装置进行有效耦合，实现了制氢和储氢效率的大幅提高，可再生能源利用效率高，能耗低，运行与维护成本低。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电解水制氢与合金储氢集成控制系统，其特征在于：它包括电解水制氢装置，电解水制氢装置的制氢出口经由氢气纯化罐与防爆吸放氢控制柜的制氢进口相连，防爆吸放氢控制柜的储罐接口与置于储氢水浴箱内的防冻液中的若干储氢罐的罐口相连，储氢罐内填充储氢合金，防爆吸放氢控制柜的氢气输出口相连有氢气输出管路，储氢水浴箱的防冻液出口与升降温控制柜的储氢端进水口相连，储氢水浴箱的防冻液进口经由水泵与升降温控制柜的储氢端出水口相连，升降温控制柜的制氢端进水口、制氢端出水口分别与电解水制氢装置的出水口、进水口相连。

本发明的优点是：

本发明中的储氢罐内氢气进行的吸氢放热、放氢吸热与电解水制氢装置自身冷却循环系统相热耦合，使电解水制氢装置可以加快启动运行以及降低了制冷能耗，大大提高了电解槽温度的升降温效率，升降温速度快，有效确保了电解水制氢装置可以长期处于低功率、高效率的稳定运行状态，能够可靠承担可再生能源波动性的影响，储氢罐与电解水制氢装置实现匹配运行，两者均可达到最佳工作状态，整个系统运行效率高。

附图说明

图1是本发明电解水制氢与合金储氢集成控制系统的组成示意图。

图2是升降温控制柜的组成示意图。