【技术实现步骤摘要】
本技术涉及制氢系统，尤其涉及一种电解水制氢系统。
技术介绍
1、人类经济的发展，新能源的发展日益重要。氢能是新能源发展的一个重要方向，使用可再生能源电解水制氢是绿色氢气的主要来源。以电解池为代表的高温电解水制氢技术，是电解水制氢领域的重要发展方向。
2、现有技术中，电解水制氢系统普遍需要水蒸气作为电解原料，水蒸汽通常通过蒸汽生成器对水加热而成，水蒸汽通过蒸汽加热器进行加热调温后供给电解池的阴极，然后在电解池中发生电化学反应生成氢气。蒸汽生成器需要耗费外界能源使得液态水汽化为气态水蒸汽，这会造成能源的浪费。
技术实现思路
1、本技术的目的在于：提供一种电解水制氢系统，以解决现有技术中需要通过蒸汽生成器耗费外界能源将液态水汽化为气态水蒸汽，导致能源浪费的问题。
2、本技术提供一种电解水制氢系统，该电解水制氢系统包括：
3、电解池，具有阴极入口、阴极出口、阳极入口和阳极出口，所述阳极入口用于通入设定温度的空气；
4、水箱；
5、水泵，所述水泵的输入端连接所述水箱；
6、蒸发换热器和蒸汽加热器，所述蒸发换热器具有第一介质侧和第一换热侧，所述第一换热侧的一端与所述阳极出口连接，所述第一介质侧的一端与所述水泵的输出端连接，流经所述第一介质侧的水能够和流经所述第一换热侧的阳极尾气换热而汽化成水蒸汽，所述第一介质侧的另一端用于将水蒸汽输送至所述蒸汽加热器，所述蒸汽加热器用于对流经的水蒸汽进行加热并输送至所述阴极入口，所述阴极入
7、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括空压机和空气加热器，所述空压机用于将空气压缩并输送至所述空气加热器，所述空气加热器用于将流经的空气加热至所述设定温度并输送至所述阳极入口。
8、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括空气换热器，所述空气换热器具有第二介质侧和第二换热侧，所述第二换热侧的一端所述第一换热侧连接，所述第二换热侧的另一端与外界大气连通，所述第二介质侧的一端与所述空压机的输出端连接，所述第二介质侧的一端连接所述空气加热器。
9、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括蒸汽换热器，所述蒸汽换热器具有第三介质侧和第三换热侧，所述第三介质侧的一端与所述第一介质侧连接，所述第三介质侧的另一端与所述蒸汽加热器连接，所述第三换热侧的一端与所述阴极出口连接。
10、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括汽水分离器、干燥器、氢气压缩机和储氢罐，所述第三换热侧的另一端与所述汽水分离器连接，所述汽水分离器用于分离流经的阴极尾气中的氢气和水，且用于将分离出的氢气输送至所述干燥器，所述干燥器用于对流经的氢气进行干燥且用于将干燥后的氢气输送至所述氢气压缩机，所述氢气压缩机用于将氢气压缩后输送至所述储氢罐。
11、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述汽水分离器有排水接口，所述汽水分离器分离出的水通过所述排水接口输送至所述水箱。
12、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括减压阀和混合器，所述减压阀的一端连接所述储氢罐，所述减压阀的另一端用于将氢气输送至所述混合器的第一混入口，所述混合器的第二输入口连接所述蒸汽加热器，所述混合器的输出口连接所述阴极入口。
13、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括分流器、截止阀、氢气循环泵、循环管路和三通阀，所述分流器具有分流入口、第一分流出口和第二分流出口，所述三通阀包括第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口和所述第二连接口均与所述第三连接口选择性连通，所述分流入口连接所述干燥器，所述第一分流出口连接所述截止阀，所述截止阀连接所述氢气压缩机，所述第二分流出口连接所述循环管路，所述循环管路连接所述第一连接口，所述第二连接口连接所述减压阀，所述第三连接口连接所述第一混入口，所述氢气循环泵设置于所述循环管路。
14、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括与所述循环管路连接的吹扫排气管路以及设置于所述吹扫排气管路的排气阀，所述吹扫排气管路与所述循环管路的连通处位于所述第二分流出口和所述氢气循环泵之间。
15、作为电解水制氢系统的优选技术方案，所述电解水制氢系统还包括连接于所述第三连接口和所述第一混入口之间的质量流量控制器。
16、本技术提供的电解水制氢系统至少具备以下有益效果：
17、该电解水制氢系统还包括电解池、水箱、水泵、蒸发换热器和蒸汽加热器。电解池具有阴极入口、阴极出口、阳极入口和阳极出口，阳极入口用于通入设定温度的空气，水箱用于存储液态水；水泵的输入端连接水箱；蒸发换热器具有第一介质侧和第一换热侧，第一换热侧的一端与阳极出口连接，第一介质侧的一端与水泵的输出端连接，流经第一介质侧的水能够和流经第一换热侧的阳极尾气换热而汽化成水蒸汽，第一介质侧的另一端用于将水蒸汽输送至蒸汽加热器，蒸汽加热器用于对流经的水蒸汽进行加热并输送至阴极入口，阴极入口还用于通入氢气。如此设置，液态水进入蒸发换热器后可通过蒸发换热器与阳极尾气换热汽化为水蒸汽，从而无需使用蒸汽生成器，有效利用了阳极尾气中的能量并可降低成本。
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1.一种电解水制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括空压机(6)和空气加热器(7)，所述空压机(6)用于将空气压缩并输送至所述空气加热器(7)，所述空气加热器(7)用于将流经的空气加热至所述设定温度并输送至所述阳极入口。
3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括空气换热器(8)，所述空气换热器(8)具有第二介质侧和第二换热侧，所述第二换热侧的一端所述第一换热侧连接，所述第二换热侧的另一端与外界大气连通，所述第二介质侧的一端与所述空压机(6)的输出端连接，所述第二介质侧的一端连接所述空气加热器(7)。
4.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括蒸汽换热器(9)，所述蒸汽换热器(9)具有第三介质侧和第三换热侧，所述第三介质侧的一端与所述第一介质侧连接，所述第三介质侧的另一端与所述蒸汽加热器(5)连接，所述第三换热侧的一端与所述阴极出口连接。
5.根据权利要求4所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解
6.根据权利要求5所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述汽水分离器(10)有排水接口(101)，所述汽水分离器(10)分离出的水通过所述排水接口(101)输送至所述水箱(2)。
7.根据权利要求5所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括减压阀(14)和混合器(15)，所述减压阀(14)的一端连接所述储氢罐(13)，所述减压阀(14)的另一端用于将氢气输送至所述混合器(15)的第一混入口(151)，所述混合器(15)的第二输入口(152)连接所述蒸汽加热器(5)，所述混合器(15)的输出口(153)连接所述阴极入口。
8.根据权利要求7所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括分流器(16)、截止阀(20)、氢气循环泵(17)、循环管路(18)和三通阀(19)，所述分流器(16)具有分流入口(161)、第一分流出口(162)和第二分流出口(163)，所述三通阀(19)包括第一连接口(191)、第二连接口(192)和第三连接口(193)，所述第一连接口(191)和所述第二连接口(192)均与所述第三连接口(193)选择性连通，所述分流入口(161)连接所述干燥器(11)，所述第一分流出口(162)连接所述截止阀(20)，所述截止阀(20)连接所述氢气压缩机(12)，所述第二分流出口(163)连接所述循环管路(18)，所述循环管路(18)连接所述第一连接口(191)，所述第二连接口(192)连接所述减压阀(14)，所述第三连接口(193)连接所述第一混入口(151)，所述氢气循环泵(17)设置于所述循环管路(18)。
9.根据权利要求8所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括与所述循环管路(18)连接的吹扫排气管路以及设置于所述吹扫排气管路的排气阀(21)，所述吹扫排气管路与所述循环管路(18)的连通处位于所述第二分流出口(163)和所述氢气循环泵(17)之间。
10.根据权利要求8所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括连接于所述第三连接口(193)和所述第一混入口(151)之间的质量流量控制器(22)。
...【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括空压机(6)和空气加热器(7)，所述空压机(6)用于将空气压缩并输送至所述空气加热器(7)，所述空气加热器(7)用于将流经的空气加热至所述设定温度并输送至所述阳极入口。
3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括空气换热器(8)，所述空气换热器(8)具有第二介质侧和第二换热侧，所述第二换热侧的一端所述第一换热侧连接，所述第二换热侧的另一端与外界大气连通，所述第二介质侧的一端与所述空压机(6)的输出端连接，所述第二介质侧的一端连接所述空气加热器(7)。
4.根据权利要求2所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括蒸汽换热器(9)，所述蒸汽换热器(9)具有第三介质侧和第三换热侧，所述第三介质侧的一端与所述第一介质侧连接，所述第三介质侧的另一端与所述蒸汽加热器(5)连接，所述第三换热侧的一端与所述阴极出口连接。
5.根据权利要求4所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统还包括汽水分离器(10)、干燥器(11)、氢气压缩机(12)和储氢罐(13)，所述第三换热侧的另一端与所述汽水分离器(10)连接，所述汽水分离器(10)用于分离流经的阴极尾气中的氢气和水，且用于将分离出的氢气输送至所述干燥器(11)，所述干燥器(11)用于对流经的氢气进行干燥且用于将干燥后的氢气输送至所述氢气压缩机(12)，所述氢气压缩机(12)用于将氢气压缩后输送至所述储氢罐(13)。
6.根据权利要求5所述的电解水制氢系统，其特征在于，所述汽水分离器(10)有排水接口(101)，所述汽水分离器(10)分离出的水通过所述排水接口(101)输送至所述水箱(2)。
7.根据权利要求5所述的电解水...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，李亮，沈雪松，施王影，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：
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