一种SOEC制氢加氢系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种SOEC制氢加氢系统及方法，涉及SOEC制氢加氢技术领域，包括水气化系统和SOEC制氢系统，所述水气化系统的出口通过气管连接SOEC制氢系统的进口，还包括：制氢水净化单元，顶部连接水管的一端，所述水管的另一端连接水气化系统的进口；水冷凝去除单元，一侧通过连接管道三连接SOEC制氢系统的出口，所述连接管道三上串接有单向阀，所述水冷凝去除单元的另一侧连接连接管道四的一端。该SOEC制氢加氢系统，对进入到水气化系统中的水进行净化处理，避免水垢影响SOEC制氢系统的正常工作，可以将SOEC制氢系统制成的氢气氧气中混合的水蒸气进行冷凝，使水蒸气分离出来，可以将氢气和氧气快速分离，且分离使用的氢气分离膜可以快速更换。可以快速更换。可以快速更换。

【技术实现步骤摘要】
一种SOEC制氢加氢系统及方法


[0001]本专利技术涉及SOEC制氢加氢
，具体为一种SOEC制氢加氢系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，燃料电池汽车的发展面临两个问题：加氢站和氢源。加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，是给燃料电池汽车提供氢气的基础设施；电解水制氢是加氢站常用的制氢方法，目前全世界生产的氢大约4％是靠水的电解来生产的，由于常规的碱性电解水制氢需要消耗大量的电能，能量转换效率较低，成本较高。
[0003]为解决以上问题，授权公告号为CN111043520A的中国专利技术专利公开了了一种加氢站SOEC制氢加氢系统，包括有通电升温以将进水生成水蒸气的水气化系统、连接于水气化系统以接收水蒸气且在设定的温度下电化学反应分解产生氢气和氧气的SOEC制氢系统、耦接于水气化系统与SOEC制氢系统以控制制氢启停的储氢制氢控制系统；所述储氢加氢控制系统包括有连接于SOEC制氢系统以接收氢气向车辆进行加氢的加氢机。
[0004]该专利虽然解决了能量转换效率较低，成本较高的问题，但仍然存在以下缺陷：水中具有杂质，经过气化后进入SOEC制氢系统后容易产生大量水垢，影响SOEC制氢系统的正常工作，SOEC制氢系统制成的氢气氧气中含有水蒸气，影响后续氢气和氧气的储存使用，氢气和氧气不容易分离。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种SOEC制氢加氢系统及方法，对进入到水气化系统中的水进行净化处理，避免水垢影响SOEC制氢系统的正常工作，可以将SOEC制氢系统制成的氢气氧气中混合的水蒸气进行冷凝，使水蒸气分离出来，可以将氢气和氧气快速分离，且分离使用的氢气分离膜可以快速更换，制成的氢气先储存在氢气储存罐中再通过加氢机使用，可以使氢气保持在一定的气压，加氢时不需要额外的动力就可以实现氢气的添加，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种SOEC制氢加氢系统，包括水气化系统和SOEC制氢系统，所述水气化系统的出口通过气管连接SOEC制氢系统的进口，还包括：制氢水净化单元，顶部连接水管的一端，所述水管的另一端连接水气化系统的进口；水冷凝去除单元，一侧通过连接管道三连接SOEC制氢系统的出口，所述连接管道三上串接有单向阀，所述水冷凝去除单元的另一侧连接连接管道四的一端；氢氧气分离单元，右端连接连接管道四的另一端，所述氢氧气分离单元的左端通过连接管道五连接氢气储存罐的进口，所述连接管道五上串接有压缩机二，所述氢气储存罐的出口通过氢气管道连接加氢机。
[0007]制氢水净化单元可以将水中的杂质过滤，避免水中的杂质在水气化系统和SOEC制
氢系统中形成水垢，过滤后的水通过水管进入到水气化系统中被气化成水蒸气，然后水蒸气通过气管进入到SOEC制氢系统中，SOEC制氢系统中的固体氧化物电解池堆将水汽制成氢气和氧气，氢气、氧气和余下的部分水蒸气通过连接管道三进入到水冷凝去除单元中，单向阀只允许氢气、氧气和余下的部分水蒸气从连接管道三内进入到水冷凝去除单元中，不允许氢气、氧气和余下的部分水蒸气反向流动，水冷凝去除单元中的水蒸气冷凝成水汇集到底部，氢气氧气的混合物通过连接管道四进入到氢氧气分离单元中，氢气经过氢氧气分离单元分离后通过连接管道五被压缩机二压缩至氢气储存罐，氢气储存罐为压力罐，用于储存压缩的氢气，需要添加氢气时使用加氢机将氢气储存罐中的氢气导出，需要氢气时不需要立即使整套设备运转起来，只需要时时监测氢气储存罐中氢气的压力，氢气储存罐中氢气使用过量造成氢气储存罐内气压过小时再启动SOEC制氢系统制氢，不需要每次使用加氢机时都需要SOEC制氢系统工作，可以降低SOEC制氢系统的启动频率，保持SOEC制氢系统每次启动后稳定工作较长时间。
[0008]进一步的，所述制氢水净化单元包含有锥形净化筒、螺旋导流槽、安装沿、杂质限浮环、盖板、螺栓一、连接套、进水管和筒状过滤组件，所述锥形净化筒为锥台状，所述锥形净化筒的内壁开设有螺旋导流槽，所述锥形净化筒的中部一侧连接进水管，进水管沿锥形净化筒中部所在圆的切线方向分布，所述锥形净化筒的顶部开口外周侧连接有安装沿，安装沿通过环形阵列分布的螺栓一连接盖板，所述盖板的底部安装有筒状过滤组件，所述盖板的中部通过连接套固定连接水管的端部，所述水管的端部延伸至筒状过滤组件内部，所述锥形净化筒的内侧底部设置有杂质限浮环。
[0009]通过进水管连接外部水源，由于进水管沿锥形净化筒中部所在圆的切线方向分布，外部的水通过进水管进入到锥形净化筒内后会在锥形净化筒内形成涡流，螺旋导流槽可以促进水的涡流的形成，水中的杂质由于涡流的离心作用使杂质通过进入到杂质限浮环的下方，杂质限浮环可以减小再次从锥形净化筒内底部漂起的杂质，锥形净化筒水的涡流也可以冲洗筒状过滤组件的外周侧的过滤下来的杂质，避免杂质附着在筒状过滤组件的外周侧导致过滤效果下降，然后水经过筒状过滤组件的过滤后通过水管流出，通过螺栓一方便打开盖板清理锥形净化筒底部聚集的杂质，同时清理筒状过滤组件。
[0010]进一步的，所述筒状过滤组件包含有安装环、锥形滤筒和净水膜，所述安装环的底部连接锥形滤筒，锥形滤筒的外侧包覆有锥台状的净水膜，所述净水膜的顶部边沿设置有外接凸沿，所述安装环的顶部可拆卸连接在盖板的底部，所述水管的端部延伸至锥形滤筒内。
[0011]安装环方便锥形滤筒的安装，锥形滤筒用于撑起净水膜，使净水膜处于伸展状态，利于提高净水膜的使用面积，净水膜对水中的杂质进行滤除，外接凸沿便于被安装沿和盖板固定，从而将净水膜稳定固定在锥形滤筒的外侧，锥形净化筒和净水膜之间形成涡流的水会冲刷净水膜的外侧，净水膜外侧附着的杂质会被涡流冲掉，减少净水膜外侧杂质的附着，使净水膜长时间处于可用的状态，可以提高过滤的效果，减少更换净水膜的频率。
[0012]进一步的，所述筒状过滤组件还包含有卡块、连接环、弧形卡槽和缺口，所述盖板的底部一体成型连接有连接环，连接环的外周侧开设有弧形卡槽，所述弧形卡槽的一端底部开设有延伸至连接环底面的缺口，所述安装环的内侧套接在连接环的外侧，且安装环的内壁上固定连接有卡块。将安装环内侧的卡块对准缺口，然后将安装环上移套接在连接环
的外侧，然后转动安装环，使卡块旋动卡入到弧形卡槽内，可以将锥形滤筒可拆卸卡接在盖板的底部，可以预先安装好锥形滤筒和净水膜，方便盖板和锥形净化筒的快捷组装。
[0013]进一步的，所述水冷凝去除单元包含有水去除罐、排水管、排水阀、水冷组件和气冷组件，所述水去除罐的一侧连接连接管道三的端部，所述水去除罐的另一侧连接连接管道四的端部，所述水去除罐的底部为锥形结构，且去除罐的底端连接排水管，排水管上串接有排水阀，所述去除罐上分别安装有水冷组件和气冷组件。
[0014]水冷组件和气冷组件对水去除罐中降温，使进入到水去除罐内的水蒸气快速冷凝成水珠，然后汇集到水去除罐内底部，待水去除罐底部水过多后，打开排水阀可以使水通过排水管排出，排出的水由于被过滤净化过，所以可以直接通过延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SOEC制氢加氢系统，包括水气化系统（9）和SOEC制氢系统（11），所述水气化系统（9）的出口通过气管（10）连接SOEC制氢系统（11）的进口，其特征在于，还包括：制氢水净化单元（4），顶部连接水管（8）的一端，所述水管（8）的另一端连接水气化系统（9）的进口；水冷凝去除单元（5），一侧通过连接管道三（12）连接SOEC制氢系统（11）的出口，所述连接管道三（12）上串接有单向阀（13），所述水冷凝去除单元（5）的另一侧连接连接管道四（14）的一端；氢氧气分离单元（6），右端连接连接管道四（14）的另一端，所述氢氧气分离单元（6）的左端通过连接管道五（15）连接氢气储存罐（3）的进口，所述连接管道五（15）上串接有压缩机二（16），所述氢气储存罐（3）的出口通过氢气管道（2）连接加氢机（1）。2.根据权利要求1所述的一种SOEC制氢加氢系统，其特征在于：所述制氢水净化单元（4）包含有锥形净化筒（41）、进水管（415）和筒状过滤组件，所述锥形净化筒（41）为锥台状，所述锥形净化筒（41）的内壁开设有螺旋导流槽（42），所述锥形净化筒（41）的中部一侧连接进水管（415），进水管（415）沿锥形净化筒（41）中部所在圆的切线方向分布，所述锥形净化筒（41）的顶部开口外周侧连接有安装沿（43），安装沿（43）通过环形阵列分布的螺栓一（410）连接盖板（49），所述盖板（49）的底部安装有筒状过滤组件，所述盖板（49）的中部通过连接套（414）固定连接水管（8）的端部，所述水管（8）的端部延伸至筒状过滤组件内部，所述锥形净化筒（41）的内侧底部设置有杂质限浮环（44）。3.根据权利要求2所述的一种SOEC制氢加氢系统，其特征在于：所述筒状过滤组件包含有安装环（45）、锥形滤筒（46）和净水膜（47），所述安装环（45）的底部连接锥形滤筒（46），锥形滤筒（46）的外侧包覆有锥台状的净水膜（47），所述净水膜（47）的顶部边沿设置有外接凸沿，所述安装环（45）的顶部可拆卸连接在盖板（49）的底部，所述水管（8）的端部延伸至锥形滤筒（46）内。4.根据权利要求3所述的一种SOEC制氢加氢系统，其特征在于：所述筒状过滤组件还包含有连接环（411）和弧形卡槽（412），所述盖板（49）的底部一体成型连接有连接环（411），连接环（411）的外周侧开设有弧形卡槽（412），所述弧形卡槽（412）的一端底部开设有延伸至连接环（411）底面的缺口（413），所述安装环（45）的内侧套接在连接环（411）的外侧，且安装环（45）的内壁上固定连接有卡块（48）。5.根据权利要求1所述的一种SOEC制氢加氢系统，其特征在于：所述水冷凝去除单元（5）包含有水去除罐（51）、水冷组件和气冷组件，所述水去除罐（51）的一侧连接连接管道三（12）的端部，所述水去除罐（51）的另一侧连接连接管道四（14）的端部，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，李春林，胡炜，吴一男，
申请(专利权)人：上海氢鹏新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：