[实用新型]一种甲醇废水用于风电制氢调峰调频系统

说明书

本实用新型公开了一种甲醇废水用于风电制氢调峰调频系统，甲醇废水过滤纯化系统的出口与电解池的液体入口相连通，风力发电系统的输出端与功率分配器的输入端相连接，功率分配器的两个输出端分别与变压器的输入端及AC‑DC控制器的输入端，AC‑DC控制器的输出端与电解池的电源接口相连接，电解池的阴极产物出口与燃料电池的氢气入口相连通，燃料电池的输出端与DC‑AC控制器的输入端相连接，DC‑AC控制器的输出端与变压器的输入端相连接，变压器的输出端与电网相连接，该系统能够利用甲醇解决风能间歇性、波动性及输电容量限制的问题，同时解决大规模弃风弃电的问题。

技术领域

本实用新型属于制氢和环保技术领域，涉及一种甲醇废水用于风电制氢调峰调频系统。

背景技术

甲醇作为一种重要的化工产品,常被用于各种化工产品的生产原料或反应溶剂,因此许多化工废水中通常含有浓度较高的甲醇,直接排放会对环境造成十分严重的污染。为将甲醇废水资源化利用及环境保护，我们需要采用合理的技术对废水进行深度处理，达到可持续发展的目的。

据国家能源局统计数据显示，2015年全国风电平均利用小时数1728小时，同比下降172小时，全国全年弃风电量339亿千瓦时，平均弃风率高达15％，同比增长7％，其中弃风严重的地区主要有甘肃(弃风率39％)、新疆(弃风率32％)、吉林(弃风率32％)、内蒙古(弃风率18％)。2016年，全国风电平均利用小时数1742小时，同比增加14小时，全年弃风电量497亿千瓦时，全国弃风较为严重的地区是甘肃(弃风率43％)、新疆(弃风率38％)、吉林(弃风率30％)内蒙古(弃风率21％)。弃风不仅降低风能资源利用率，还减少风电机组年利用小时数和风电场收益，使风电项目的进一步建设发展受到制约。

利用闲置的风能支撑电解水制氢消耗的电能，不仅可能提升风电系统的能源利用效率，降低发电控制系统的运行和维护成本，而且生产出附加产品氢气，实现了风能资源的综合利用。但是传统的电解水制氢能耗(水分解电压为1.23V)，通常每标准立方米氢气的电耗在5kWh以上，且对水资源的消耗很大，导致电解水制氢成本增加。

研究降低制氢电耗的有关问题，是推广电解水制氢的关键。甲醇废水中含有大量甲醇，相比于传统的生化、物理处理方法，对甲醇废水进行电解处理，不仅可以实现污水的净化，还能实现污水资源化。同时，甲醇的标准电位是0.02V，远低于电解水的理论电压(1.23V)。因此甲醇废水可能在较低的能耗下实现电解制氢。甲醇电解的反应式为：

阳极：CH₃OH+H₂O＝6H⁺+CO₂+6e^-(1)

阴极：2H⁺+2e^-＝H₂(2)

总反应：CH₃OH+H₂O＝3H₂+CO₂(3)

由反应式可知，电解甲醇不仅可以利用甲醇本身的氢，还可以从水中获得氢，因此，氢的利用率非常高。

然而现有技术中没有出现利用甲醇提高解决风能间歇性、波动性及输电容量限制的问题，进而不能解决大规模弃风弃电的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种甲醇废水用于风电制氢调峰调频系统，该系统能够利用甲醇解决风能间歇性、波动性及输电容量限制的问题，同时解决大规模弃风弃电的问题。

为达到上述目的，本实用新型所述的甲醇废水用于风电制氢调峰调频系统包括甲醇废水过滤纯化系统、电解池、风力发电系统、功率分配器、变压器、AC-DC控制器、燃料电池、DC-AC控制器及电网；