[发明专利]一种进水水质检测、控制及诊断的PEM电解水系统在审
申请号: | 202211681958.2 | 申请日: | 2022-12-26 |
公开(公告)号: | CN115976551A | 公开(公告)日: | 2023-04-18 |
发明(设计)人: | 李历浪;杨锦;陈明;张文帅;闫旭东;孙浩然;郭宇强 | 申请(专利权)人: | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 |
主分类号: | C25B9/19 | 分类号: | C25B9/19;C25B1/04;C25B15/023;C25B15/08 |
代理公司: | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 | 代理人: | 黎飞 |
地址: | 643001 四川省自贡*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 进水 水质 检测 控制 诊断 pem 电解水 系统 | ||
本发明涉及电解水技术领域,公开了一种进水水质检测、控制及诊断的PEM电解水系统,包括第一水质检测仪、纯水供应系统,还包括依次连接的氧气分离器、纯水净化装置、电解槽,电解槽还与氧气分离器连接,纯水供应系统、第一水质检测仪、氧气分离器依次连接,还包括与纯水净化装置并联的纯水净化旁路。本发明解决了现有技术存在的系统稳定性差、难以实时监测水质并快速判断水质恶化原因、难以持续运行等问题。
技术领域
本发明涉及电解水技术领域,具体是一种进水水质检测、控制及诊断的PEM电解水系统。
背景技术
随着国家“双碳”目标的提出,氢能作为清洁能源,因具有燃烧热值高、无污染及利用形式广的特点而被广泛关注。在现有的工业化制氢方法中,PEM电解水制氢电流密度高、负荷宽响应快且电解原料来源充足及环保无污染。但是,PEM电解水制氢方法对原料水(纯水)要求严格,特别是对电导率的限制。若进入电解槽的原料水中含有较多杂质电解质,如Ca、Mg、Cu、Fe等离子,不仅会导致电解产生的氢气成品纯度不高,还会严重危害电解槽的性能。目前,造成PEM电解水纯水品质不达标的主要原因有以下三个方面:
(1)原料水制备时,纯水发生系统出现故障导致产水不达标。
(2)制氢系统中原料水循环过程中携带工艺管路、辅助设备中的杂质离子导致进入电解槽的原料水品质不达标。
(3)电解槽中部件降解产生杂质降低水质,进一步恶化电解槽性能。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种进水水质检测、控制及诊断的PEM电解水系统,解决现有技术存在的系统稳定性差、难以实时监测水质并快速判断水质恶化原因、难以持续运行等问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
一种进水水质检测、控制及诊断的PEM电解水系统,包括第一水质检测仪、纯水供应系统,还包括依次连接的氧气分离器、纯水净化装置、电解槽,电解槽还与氧气分离器连接,纯水供应系统、第一水质检测仪、氧气分离器依次连接,还包括与纯水净化装置并联的纯水净化旁路。
作为一种优选的技术方案,还包括设于氧气分离器与纯水净化装置之间的第二水质检测仪。
作为一种优选的技术方案,还包括设于纯水净化装置与电解槽之间的第三水质检测仪。
作为一种优选的技术方案,还包括电解槽旁路,电解槽旁路的一端连接于第三水质检测仪与电解槽之间,电解槽旁路另一端与氧气分离器连接。
作为一种优选的技术方案,还包括辅助设备,辅助设备包括依次连接的第一Y型过滤器、板式换热器、第二Y型过滤器、循环离心泵,第一Y型过滤器与氧气分离器连接,循环离心泵与第三水质检测仪连接。
作为一种优选的技术方案,纯水净化装置采用混床树脂作为过滤介质。
作为一种优选的技术方案,纯水供应系统包括依次连接的纯水设备、纯水供应泵,所述纯水供应泵与所述第一水质检测仪连接。
作为一种优选的技术方案,纯水循环泵为离心泵或磁力泵。
作为一种优选的技术方案,纯水供应泵为柱塞泵或隔膜泵。
作为一种优选的技术方案,纯水产生系统的过滤采用双级反渗透及连续电除盐技术。
本发明相比于现有技术,具有以下有益效果:
(1)本发明通过优化电解水系统设计,实时监测电解原料水水质情况,在保证电解水质达标的前提下,延长了系统寿命,降低了电解水系统因水质不达标而停机的概率,提高了系统稳定性;同时,灵活利用了水质检测仪及相应设备旁路,在电解水系统水质检测不达标时,能够快速高效地查找出水质恶化的原因,避免因系统长期停机带来更为严重的损失;
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