[发明专利]一种电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统

说明书

本发明提供一种电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，包括：电解水制氢系统及锅炉富氧燃烧系统；其中，所述电解水制氢系统用于电解水制备氢气和氧气；所述锅炉富氧燃烧系统与所述电解水制氢系统的氧气输出端连接，利用所述电解水制氢系统生产的氧气实现锅炉的富氧燃烧。本发明通过电解水制取氢气，绿色环保，生产方式灵活，制取的氢气纯度高、产量大，能为石油化工生产提供保障；同时能充分利用高价值的副产物氧气，将氧气送入燃煤锅炉实现锅炉的富氧燃烧；不仅能整体上大幅降低电解水制氢系统的成本，同时对于电厂侧来说，还具有节省能源，提高锅炉内部燃烧强度，减少排烟损失，提高锅炉效率的优异效果。

技术领域

本发明涉及一种电解水制氢系统，更确切的说涉及一种电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统。

背景技术

氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体。在石油化工生产中，用于石油炼制和石油化工的各种工艺过程，如加氢裂化、加氢精制、加氢脱硫等，在基础工业生产中是合成氨、有机氟化工生产的原料；许多化学品的生产都要消耗氢，例如氢气与氯气合成氯化氢(其水溶液为盐酸)，氢与某些有机物作用生成醇、醛、醋酸、胺等；在日用精细化工生产中，用来对人造黄油、食用油、家庭清洁剂等产品中的脂肪进行氢化。

随着国民经济的快速增长，人类生活质量的不断提高，社会各行业对氢气的需求将日趋增多，其用途十分广泛。以水电解方式制得的氢气不含CO、硫、碳氢等杂质，绿色环保，同时具有生产灵活、纯度高(通常在99.7％以上)以及副产高价值氧气等特点。但其单位能耗约在4-5千瓦时/立方氢，制取成本受电价的影响很大，电价占到总成本的70％以上。目前国家和地方出台政策，利用廉价且丰富的可再生能源或者是最高电价限定等支持电解水制氢。各大企业及科研院所也从材料、设计工艺等方面进行研究以其降低制氢成本。各项工作的的重点都放在了氢气制取本身，对于高价值副产物氧气目前仍然没有找到更合适的利用场合。据调研，目前大多数制氢项目氧气都是直接排入大气中，无形中造成了大量的资源浪费。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明提供了一种电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，在大量制取氢气的同时，充分利用高价值的副产物氧气，从而达到降低成本，实现经济效益的目的。

为了实现上述目的，本发明一方面提供如下技术方案：

一种电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，包括：电解水制氢系统及锅炉富氧燃烧系统；其中，所述电解水制氢系统用于电解水制备氢气和氧气；所述锅炉富氧燃烧系统与所述电解水制氢系统的氧气输出端连接，利用所述电解水制氢系统生产的氧气实现锅炉的富氧燃烧。

上述电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，作为一种优选实施方式，所述电解水制氢系统包括：补水系统、碱液循环系统、电解槽、氢纯化系统；其中，所述补水系统用于向所述氢纯化系统补充纯水；所述碱液循环系统，分别与所述电解槽的电解液输入端、所述氢纯化系统的液相输出端连接，用于从所述氢纯化系统回收电解碱液，并向所述电解槽提供电解碱液；所述电解槽，与所述碱液循环系统的输出端连接，用于接收电解碱液并且在直流电的作用下纯水发生电解反应生成氢气和氧气；所述氢纯化系统，分别与所述电解槽的输出端、所述补水系统的输出端和所述碱液循环系统的输入端连接，用于接收所述电解槽流出的富含氢气的电解碱液和富含氧气的电解碱液，并分别分离纯化氢气、氧气。

上述电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，作为一种优选实施方式，所述补水系统包括纯水装置、原料水箱、补水泵，其中，所述纯水装置用于对水源进行纯化处理得到纯水；所述原料水箱与所述纯水装置连接，用于储存纯水；所述补水泵用于从所述原料水箱抽取纯水输送至目标设备。

上述电解水制氢耦合锅炉富氧燃烧系统，作为一种优选实施方式，所述碱液循环系统包括碱液循环泵、碱液冷却器以及碱液循环管道；其中，所述碱液循环管道分别连接所述氢纯化系统的液相输出端和所述电解槽的输入端，所述碱液循环泵设置于所述碱液循环管道上用于提供碱液循环的动力，所述碱液冷却器设置于所述碱液循环管道上，用于对所述碱液进行冷却过滤处理。