【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电解水，特别是一种稳定控温的pem电解槽测试系统。
技术介绍
1、氢能源被认为是未来清洁能源的重要形式之一，而水电解是生产氢气的关键技术。质子交换膜(pem)电解槽作为一种高效、低温、高纯度的电解技术，可以提高氢气的生产效率和纯度，推动氢能源的大规模应用。相较于通过化石燃料燃烧产生的灰氢和通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整天然气制成的蓝氢，电解水制取的绿氢具有纯度高、无污染物产生的优势，是燃料电池的理想氢燃料。开发pem电解槽测试系统可以对pem电解槽的性能进行有效评估，验证其设计参数和性能指标是否符合要求。通过测试系统可以实时监测pem电解槽的运行情况，分析各项参数对电解效率的影响，帮助优化工艺参数，提升电解槽的效率和稳定性，同时测试系统可以实时监测pem电解槽各个部件的工作状态，及时发现故障和问题，提高电解槽的可靠性和安全性。
2、目前，我国电解制氢技术起步较晚，但有燃料电池技术的积累，近年来电解槽技术发展迅速，故电解槽性能与安全性测试存在较大的市场需求。国内生产pem电解槽测试设备的厂商较少，测试设备性能与可靠性有待验证。
3、在cn116497369a中公开了名称为“一种电解槽测试装置及其测试方法”的专利技术专利申请，它包括供水水箱、第一气液分离器、第二气液分离器及第三气液分离器，待测电解槽的氧气出口通过第一气液分离器与第二气液分离器连通，第二气液分离器输出氧气到氧气放散系统，待测电解槽的氢气出口与第三气液分离器连通，第三气液分离器输出氢气到氢气放散系统，第一气液分离器的出水口与供水
4、在cn218951514u中公开了名称为“一种多规格pem电解槽测试装置”的技术专利，它包括：pem制氢电解槽阳极出口通过阳极回水阀门管组连阳极水缓冲罐；阳极回水阀门管组包括：至少两路并联的阳极回水管路，每路阳极回水管路中并联有氧侧大自动球阀与氧侧小自动球阀；阳极水缓冲罐通过阳极进水阀门管组连pem制氢电解槽阳极进水口，阳极进水阀门管组包括：第一阳极进水管路连阳极水缓冲罐，第一、第二阳极进水管路之间并联有阳极水循环泵及阳极泵调节阀，在第二、第三阳极进水管路之间并联有阳极大调节阀与阳极小调节阀，第三阳极进水管路连pem制氢电解槽；阳极水缓冲罐与氧侧抽风机相连，pem制氢电解槽阴极出口连氢侧气液分离器。
5、在cn117867590a中公开了名称为“一种pem电解槽测试系统”的专利技术专利申请，它包括pem电解槽、氧气分离器、氢气分离器、阳极循环管路模块、第一气液分离模块，所述pem电解槽的氧气输出端连接氧气分离器，所述氧气分离器还通过阳极循环管路模块与pem电解槽连接，所述pem电解槽的氢气输出端连接氢气分离器，所述氢气分离器的排水端与第一气液分离模块连接，所述第一气液分离模块的氢气输出端与氢气分离器的氢气输出端连通。
6、上述专利申请或专利中虽然均可以对pem电解槽的性能进行有效评估，但是，对循环水中补充去离子水过程中，新加入的去离子水对进入电解槽的循环水温度控制的扰动并未进行考虑；在对生成的氢气和氧气处理过程中，并未对生成的气体进行降温，生成的气体在高温状态下湿度较高，水蒸气含量较多，不利于氢气流量记录与后续氢气使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是提供一种能有效稳定水路入口温度的稳定控温的pem电解槽测试系统。
2、本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的，一种稳定控温的pem电解槽测试系统，所述系统包括电解槽；供水模块：用于为电解槽提供去离子水；产气处理模块：用于电解槽生成的氢气与氧气进行汽水分离，将沉积的去离子水排出或者进行循环；数据采集模块：用于对测试系统各个传感器测量的数据和待测电解槽的运行数据进行采集并记录，并将实时测量的数据传输给控制模块，进行闭环反馈控制；控制模块：以待测电解槽理想的操作条件为控制目标，根据数据采集模块反馈的实时数据对测试系统的各个执行件进行闭环控制，以达到目标操作条件；供电模块：由交流源、直流电源、电源控制器、散热模块组成，为电解槽提供对应工况需求的直流电。
3、其中，所述供水模块包括带进水管道和排水管道a的去离子水储罐、换热器a和去离子器，所述排水管道a通过管道与换热器a连接，所述换热器a通过管道与电解槽连接；在所述换热器a与电解槽连接的管道上并联有去离子器。
4、进一步，在所述去离子水储罐上设置有去离子水控温装置。
5、其中，所述去离子水控温装置包括通过管道依次连接的水泵a、止回阀a、加热器、换热器b和温度传感器a，所述管道两端分别与去离子水储罐下端和上端连接。
6、进一步描述，在排水管道a1与换热器a之间的管道上依次设置有电磁阀a、水泵b和止回阀b；在所述换热器a与电解槽连接的管道上依次设置有温度传感器b、电磁阀b、电导率传感器a、流量传感器、压力传感器a、温度传感器c和手动阀a；在所述温度传感器b与电磁阀b之间设置有与氮气罐连通的吹扫口a；所述去离子器并联在吹扫口a与电导率传感器a之间。
7、在本专利技术中，所述产气处理模块包括平行的氢气处理系统和氧气处理系统，所述氢气处理系统和氧气处理系统均与电解槽连通。
8、其中，所述氢气处理系统包括氢气气液分离罐，所述氢气气液分离罐通过管道与电解槽连接，在所述管道上依次设置有手动阀b、压力传感器b和温度传感器d；在所述氢气气液分离罐上部设置依次连接的背压阀a、止回阀c、换热器c、气水分离箱a、压力传感器c、温度传感器e、氢中氧分析仪、氢气流量计、三通阀a和氢气干燥器；在所述氢气气液分离罐底部设置有排水管道b。
9、其中，所述氧气处理系统包括氧气气液分离罐，所述氧气气液分离罐通过管道与电解槽连接，在所述管道上依次设置有手动阀c、压力传感器c和温度传感器e；在所述氧气气液分离罐上部设置依次连接的背压阀b、止回阀d、换热器d、气水分离箱b、压力传感器d、温度传感器f、氧中氢分析仪、氧气流量计、三通阀b和氧气干燥器；在所述氧气气液分离罐底部设置有排水管道c。
10、进一步，所述氧气气液分离罐底部的排水管c通过回流管与去离子水储罐连通；电导率传感器a与流量传感器之间的管道通过回流分管与回流管连通。
11、由于采用了上述技术方案，本专利技术具有的结构简单、使用可靠的优点，采用它不但便于对去离子水的水温进行控制，使得去离子水储罐出口温度稳定在目标温度值，提高了测试效率，而且对生成气体进行了降温和二次汽水分离处理，使得生成的气体温度接近常温，氢气纯度更高，流量计测量到的氢气流量更加精确。
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1.一种稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述系统包括
2.如权利要求1所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述供水模块(2)包括带进水管道(11)和排水管道A(12)的去离子水储罐(13)、换热器A(14)和去离子器(15)，所述排水管道A(12)通过管道与换热器A(14)连接，所述换热器A(14)通过管道与电解槽(1)连接；在所述换热器A(14)与电解槽1连接的管道上并联有去离子器(15)。
3.如权利要求2所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：在所述去离子水储罐(13)上设置有去离子水控温装置。
4.如权利要求3所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述去离子水控温装置包括通过管道依次连接的水泵A(16)、止回阀A(17)、加热器(63)、换热器B(18)和温度传感器A(19)，所述管道两端分别与去离子水储罐(13)下端和上端连接。
5.如权利要求4所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：在排水管道A(12)与换热器A(14)之间的管道上依次设置有电磁阀A(20)、水泵B(21)
6.如权利要求5所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述产气处理模块(3)包括平行的氢气处理系统和氧气处理系统，所述氢气处理系统和氧气处理系统均与电解槽(1)连通。
7.如权利要求6所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述氢气处理系统包括氢气气液分离罐(31)，所述氢气气液分离罐(31)通过管道与电解槽(1)连接，在所述管道上依次设置有手动阀B(32)、压力传感器B(33)和温度传感器D(34)；在所述氢气气液分离罐(31)上部设置依次连接的背压阀A(35)、止回阀C(36)、换热器C(37)、气水分离箱A(38)、压力传感器C(39)、温度传感器E(40)、氢中氧分析仪(41)、氢气流量计(42)、三通阀A(43)和氢气干燥器(44)；在所述氢气气液分离罐(31)底部设置有排水管道B(45)。
8.如权利要求7所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述氧气处理系统包括氧气气液分离罐(46)，所述氧气气液分离罐(46)通过管道与电解槽(1)连接，在所述管道上依次设置有手动阀C(47)、压力传感器C(48)和温度传感器E(49)；在所述氧气气液分离罐(46)上部设置依次连接的背压阀B(50)、止回阀D(51)、换热器D(52)、气水分离箱B(53)、压力传感器D(54)、温度传感器F(55)、氧中氢分析仪(56)、氧气流量计(57)、三通阀B(58)和氧气干燥器(59)；在所述氧气气液分离罐(46)底部设置有排水管道C(60)。
9.如权利要求7所述的稳定控温的PEM电解槽测试系统，其特征是：所述氧气气液分离罐(46)底部的排水管C(60)通过回流管(61)与去离子水储罐(13)连通；电导率传感器A(25)与流量传感器(26)之间的管道通过回流分管(62)与回流管(61)连通。
...【技术特征摘要】
1.一种稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：所述系统包括
2.如权利要求1所述的稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：所述供水模块(2)包括带进水管道(11)和排水管道a(12)的去离子水储罐(13)、换热器a(14)和去离子器(15)，所述排水管道a(12)通过管道与换热器a(14)连接，所述换热器a(14)通过管道与电解槽(1)连接；在所述换热器a(14)与电解槽1连接的管道上并联有去离子器(15)。
3.如权利要求2所述的稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：在所述去离子水储罐(13)上设置有去离子水控温装置。
4.如权利要求3所述的稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：所述去离子水控温装置包括通过管道依次连接的水泵a(16)、止回阀a(17)、加热器(63)、换热器b(18)和温度传感器a(19)，所述管道两端分别与去离子水储罐(13)下端和上端连接。
5.如权利要求4所述的稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：在排水管道a(12)与换热器a(14)之间的管道上依次设置有电磁阀a(20)、水泵b(21)和止回阀b(22)；在所述换热器a(14)与电解槽(1)连接的管道上依次设置有温度传感器b(23)、电磁阀b(24)、电导率传感器(25)、流量传感器(26)、压力传感器a(27)、温度传感器c(28)和手动阀a(29)；在所述温度传感器b(23)与电磁阀b(24)之间设置有与氮气罐连通的吹扫口a(30)；所述去离子器(15)并联在吹扫口a(30)与电导率传感器a(25)之间。
6.如权利要求5所述的稳定控温的pem电解槽测试系统，其特征是：所述产气处理模块(3)包括平...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓力畅，邓波，杜坤，石雪娇，任振，
申请(专利权)人：中汽院江苏新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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