一种电解槽系统技术方案

本实用新型专利技术属于氢能技术领域，公开了一种电解槽系统，包括多级电解槽、采集模块、存储模块和第一处理模块；多级电解槽包括两端板电极，及设置在两端板电极之间的多个隔板电极；在端板电极和隔板电极上均安装有接线柱，其中一个端板电极上的接线柱作为阳极接线柱，其余接线柱作为阴极接线柱；阳极接线柱与每一个阴极接线柱之间均与采集模块连接；采集模块与第一处理模块连接。处理模块通过电压的变化，判断各级电解槽的运行情况，当某级电解槽的运行工作电压大于预设值时，说明该级电解槽运行故障，便于定位电解槽故障的区间，只对这一级电解槽进行检修就可以，不需要对全电解槽进行整体的检修。体的检修。体的检修。

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽系统


[0001]本技术属于氢能
，特别涉及一种电解槽系统。

技术介绍

[0002]氢能是一种绿色的二次能源，在能源结构转型、工业碳减排领域具有重要的作用。为了克服传统化石原料制氢碳排放较高的问题，电解水制氢是未来氢气最重要的生产方式。碱性电解水制氢由于技术相对成熟、设备制造成本低、单台设备规模较大，因此是当前应用最为广泛的电解水制氢技术。碱性电解槽通常由两侧的端板、极板、极网、隔膜、密封垫圈、拉紧螺栓组成。由于电解槽仅仅依靠两侧端板和拉紧螺栓固定，因此，在大型碱性电解槽检修时，必须拆卸两侧端板，并拆解中间每个极板、极网、隔膜及密封垫圈，检修维护的工作量很大，且重新组装时需要更换密封垫圈，增加了成本；同时，现有电解槽气体的产量通常依靠调节电流密度的大小来实现，在采用波动性电源进行电解制氢过程中，由于电流变化幅度较大，容易对电极造成冲击，使得电极表面催化层脱落，产气效率下降，使用寿命降低。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种电解槽系统，解决了大型碱性电解槽检修维护工作大，成本高的问题。
[0004]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0005]一种电解槽系统，包括多级电解槽、采集模块、存储模块和第一处理模块；
[0006]多级电解槽包括两端板电极，及设置在两端板电极之间的多个隔板电极，端板电极与多个隔板电极可拆卸连接；端板电极与隔板电极之间及相邻两个隔板电极之间均设有电解单元，每个电解单元形成一级电解槽；
[0007]在端板电极和隔板电极上均安装有接线柱，接线柱与电源连接，其中一个端板电极上的接线柱作为阳极接线柱，其余接线柱作为阴极接线柱；
[0008]阳极接线柱与每一个阴极接线柱之间均与采集模块连接，采集模块用于采集阳极与每个阴极之间的工作电压；
[0009]采集模块与第一处理模块连接，第一处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的初始工作电压；第一处理模块与存储模块连接，存储模块用于存储每级电解槽的初始工作电压；
[0010]第一处理模块，还用于比较某级电解槽的运行工作电压与预设值，当某级电解槽的运行工作电压大于预设值时，第一处理模块断开电源；其中，预设值大于每级电解槽的初始工作电压。
[0011]进一步，采集模块连接有第二处理模块，第二处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的运行负荷；
[0012]第二处理模块与存储模块连接，存储模块内存储有各级电解槽的运行负荷，第二
处理模块用于根据运行所需负荷与电解槽运行负荷进行比较，设置接入电源的电解槽的级数。
[0013]进一步，第一处理模块和第二处理模块采用单片机。
[0014]进一步，端板电极与隔板电极之间，及相邻两个隔板电极之间分别通过紧固螺栓固定连接。
[0015]进一步，电解单元包括极板、对称设置在极板两侧的隔膜单元，隔膜单元包括隔膜和对称设置在隔膜两侧的极网。
[0016]进一步，隔板电极的两侧面上均开有圆形凹槽，极板的两侧面上均开有圆形凹槽，左端板电极和右端板电极的内侧均开有圆形凹槽，极网嵌入在圆形凹槽内。
[0017]进一步，极网为镍网，其中阴极室一侧的镍网表面镀有催化层。
[0018]进一步，隔膜中间的多孔材料为表面亲水改性的聚苯硫醚编制布。
[0019]进一步，两端板电极、隔板电极及极板的材质均钢板，钢板表面镀有镍层。
[0020]进一步，两端板电极、隔板电极及极板的边缘开有若干个碱液出入孔。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0022]本技术公开了一种电解槽系统，包括多级电解槽，通过增加隔板电极使得大型电解槽分为多级，然后在端板电极和隔板电极上增加接线柱，接线柱与采集模块连接，可以分别对各级电解槽的运行情况进行实时的监测，采集模块与处理模块连接，处理模块通过电压的变化，判断各级电解槽的运行情况，当某级电解槽的运行工作电压大于预设值时，说明该级电解槽运行故障，便于定位电解槽故障的区间，只对这一级电解槽进行检修就可以，不需要对全电解槽进行整体的检修，大大地降低了检修量，节约检修费用，降低成本。
[0023]进一步，通过将电解槽分为多级，可以根据运行负荷的需要，设置接入电源的电解槽的级数，避免通过大幅度改变电流密度的方式调节运行负荷，减少电流密度的大幅度变化，维持系统运行的稳定性。
[0024]进一步，多级电解槽之间分别用紧固螺栓固定，从中间向两端安装，一段一段固定，在判断某一级电解槽运行故障时，可以不对全电解槽进行拆卸，而是从临近一端拆卸，避免电解槽全部拆卸后造成大量密封材料更换，节约检修费用。
附图说明
[0025]图1为本技术的一种多级电解槽的爆炸图；
[0026]图2为本技术的一种多级电解槽的装配示意图；
[0027]图3为本技术的隔板电极的结构示意图。
[0028]其中，1为端板电极，2为隔板电极，3为极板，4为隔膜，5为极网，6为电解单元，7为接线柱，8为紧固螺栓，9为紧固螺母；
[0029]21为螺栓孔，22为圆形凸起。
具体实施方式
[0030]下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。
[0031]如图1和2所示，本技术公开了一种电解槽系统，包括多级电解槽、采集模块、
存储模块和第一处理模块；多级电解槽包括两端板电极1，及设置在两端板电极1之间的多个隔板电极2，端板电极1与多个隔板电极2可拆卸连接；端板电极1与隔板电极2之间及相邻两个隔板电极2之间均设有电解单元6，每个电解单元6形成一级电解槽；在端板电极1和隔板电极2上均安装有接线柱7，接线柱7与电源连接，其中一个端板电极1上的接线柱7作为阳极接线柱，其余接线柱7作为阴极接线柱；阳极接线柱与每一个阴极接线柱之间均与采集模块连接，采集模块用于采集阳极与每个阴极之间的工作电压；采集模块与第一处理模块连接，第一处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的初始工作电压；第一处理模块与存储模块连接，存储模块用于存储每级电解槽的初始工作电压；第一处理模块，还用于比较某级电解槽的运行工作电压与预设值，当某级电解槽的运行工作电压大于预设值时，第一处理模块断开电源；其中，预设值大于每级电解槽的初始工作电压。
[0032]更优地，采集模块连接有第二处理模块，第二处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的运行负荷；第二处理模块与存储模块连接，存储模块内存储有各级电解槽的运行负荷，第二处理模块用于根据运行所需负荷与电解槽运行负荷进行比较，设置接入电源的电解槽的级数。
[0033]第一处理模块和第二处理模块采用单片机即可实现。
[0034]电解单元6包括极板3、对称设置在极板3两侧的隔膜单元，隔膜单元包括隔膜4和对称设置在隔膜4两侧的极网5。
[0035]具体地，极板3两侧的中间为圆形凹槽，圆形凹槽内有圆形凸起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽系统，其特征在于，包括多级电解槽、采集模块、存储模块和第一处理模块；多级电解槽包括两端板电极(1)，及设置在两端板电极(1)之间的多个隔板电极(2)，端板电极(1)与多个隔板电极(2)可拆卸连接；端板电极(1)与隔板电极(2)之间及相邻两个隔板电极(2)之间均设有电解单元(6)，每个电解单元(6)形成一级电解槽；在端板电极(1)和隔板电极(2)上均安装有接线柱(7)，接线柱(7)与电源连接，其中一个端板电极(1)上的接线柱(7)作为阳极接线柱，其余接线柱(7)作为阴极接线柱；阳极接线柱与每一个阴极接线柱之间均与采集模块连接，采集模块用于采集阳极与每个阴极之间的工作电压；采集模块与第一处理模块连接，第一处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的初始工作电压；第一处理模块与存储模块连接，存储模块用于存储每级电解槽的初始工作电压；第一处理模块，还用于比较某级电解槽的运行工作电压与预设值，当某级电解槽的运行工作电压大于预设值时，第一处理模块断开电源；其中，预设值大于每级电解槽的初始工作电压。2.根据权利要求1所述的一种电解槽系统，其特征在于，采集模块连接有第二处理模块，第二处理模块用于计算初始运行阶段每级电解槽的运行负荷；第二处理模块与存储模块连接，存储模块内存储有各级电解槽的运行负荷，第二处理模块用于根据运行所需负荷与电解槽运行负...

【专利技术属性】
技术研发人员：余智勇，王金意，王凡，张畅，任志博，王鹏杰，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：