[发明专利]一种电解有机物制氢系统及使用其制氢的方法

权利要求书

1.一种电解有机物制氢系统，其特征在于，包括：

电解液储罐，用于储存电解液；

电解单元，用于将所述电解液电解并得到氢气和阳极产物；

气液分离器，用于将来自所述电解单元的阳极产物进行气液分离；

阳极产品处理装置，用于将所述气液分离器分离得到的液相物料进行后处理得到阳极产品；

混合器，用于混合来自所述气液分离器的气相物料和来自所述阳极产品处理装置的回收液；

所述电解液储罐的出口与升压供液泵的入口连通，所述升压供液泵的出口与换热器的冷端进口连通，所述换热器的冷端出口与分液装置的入口连通，所述分液装置的出口分别与所述电解单元的阳极和阴极的入口连通，所述电解单元的阳极产物出口与所述换热器的热端进口连通，所述换热器的热端出口与所述气液分离器的入口连通，所述气液分离器的液相出口与所述阳极产品处理装置连通，所述气液分离器的气相出口和所述阳极产品处理装置的液相出口分别与所述混合器连通，所述混合器的出口与所述电解液储罐连通。

2.根据权利要求1所述的电解有机物制氢系统，其特征在于，还包括氢气纯化装置，所述氢气纯化装置的入口与所述电解单元的阴极产物出口连通。

3.根据权利要求2所述的电解有机物制氢系统，其特征在于，所述氢气纯化装置与所述电解单元的阴极产物出口之间的管路上设置有阴极背压阀。

4.根据权利要求1所述的电解有机物制氢系统，其特征在于，所述阳极产品处理装置包括冷凝器和结晶器；

所述冷凝器的入口与所述气液分离器的液相出口连通，所述冷凝器的出口与所述结晶器的原料入口连通，所述结晶器的产物出口用于输出所述阳极产品，所述结晶器的循环回收液相物料出口与所述混合器的入口连通。

5.根据权利要求4所述的电解有机物制氢系统，其特征在于，所述阳极产品处理装置还包括二氧化碳捕集器，所述二氧化碳捕集器用于向所述结晶器内输入二氧化碳。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电解有机物制氢系统，其特征在于，还包括用于向所述电解液储罐补充物料的电解质补充单元；

所述电解质补充单元包括一个或多个补充物料储罐，所述补充物料储罐与所述混合器连通；

所述的气相出口通过所述补充物料储罐与所述混合器连通。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述的电解有机物制氢系统制氢的方法，其特征在于，包括：

电解液在所述升压供液泵的作用下输出所述电解液储罐，经过所述换热器换热后通过分液装置分配至所述电解单元的阳极和阴极，然后电解得到氢气和阳极产物；

所述阳极产物经过所述换热器换热后进入所述气液分离器进行气液分离，液相物料进入所述阳极产品处理装置进行后处理得到阳极产品和回收液，气相物料和所述回收液进入所述混合器混合，返回所述电解液储罐。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电解液以质量份数计算，包括：水100份、氢氧化钾5至30份、碳酸钾1至10份和小分子化合物1至16份。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述小分子化合物包括短链醇、短链酸、短链醛、短链酸盐中的一种或多种；

优选地，所述小分子化合物包括甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、甲酸钾中的一种或多种。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

a.所述升压供液泵将所述电解液的压力由1barg升至10-100barg；

b.所述电解液的流量按照下述公式计算：

其中，Q为电解液流量，L；S为过量系数，一般为1-15，优选2-5；M为电解质的摩尔质量；I为电解电流，A；N为电解槽小室数量；ρ为电解液密度；n为反应的电子转移数；F为法拉第常数，96485；m为电解质的质量分数；

c.所述换热器的冷端出口的温度为30-90℃，优选50-60℃；所述换热器的热端出口的温度为40-130℃，优选50-85℃；

d.所述电解单元的阳极电解液和阴极电解液进液体积比为0.1-10，优选0.5-2。