【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解水系统监测，具体涉及一种电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法。
技术介绍
1、质子交换膜电解水制氢技术由于电流密度大、产氢纯度高、与可再生能源适配性强等优势成为氢气生产领域的重要发展方向。pem电解槽作为质子交换膜电解水制氢系统中的核心组成部分，其寿命直接决定了整个系统的使用年限。杂质离子的存在会降低膜的质子传导率，加速电极腐蚀、阻塞催化位点、影响电流分布等，从而影响电解槽的运行效率、能耗和寿命。在实际使用中，借助去离子罐降低杂质离子含量，通常安装在阳极侧的旁路，能够除去进水管路及其阀件中产生的杂质离子，在一定程度上保护电解槽，但是不能判断杂质离子的类型以及具体来源于水质、阀件还是电解槽内部，增加了检修时间和人工成本。尤其当电解槽停机后，内部的水需要保存在电解槽内，可能会导致离子累积乃至质子膜的降解，影响系统的运行效率和生产的安全性，从而影响系统的制氢性能，甚至存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，可快速准确地定位到异常部件，降低人工检修成本和时间，保证生产安全。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，包括以下步骤：对电解水系统中的电解液进行取样，检测电解液中杂质离子的类型及浓度并反馈至控制器；连续取样多次，控制器计算多次采样中杂质离子浓度的相对标准偏差，当所述相对标准偏差小于设定值时，采样数据可信
4、进一步的，所述杂质离子为除h+以外的其他阴阳离子。
5、进一步的，对电解水系统中的电解液进行取样的位置位于电解槽的阳极出口。
6、进一步的，所述杂质离子的来源包括水质、管阀件和电解槽。
7、进一步的，如测得ca2+、mg2+、so42-、cl-的其中一种或多种超出所设定的正常浓度范围，则所述杂质离子来源于水质，输出纯水机故障信号，系统报警。
8、进一步的，如测得存在fe2+或fe3+，则所述杂质离子来源于管阀件，输出管阀件故障信号，系统报警停机。
9、进一步的，如测得存在f-，则所述杂质离子来源于水质或电解槽，对纯水机出口的电解液进行取样检测，分析是否存在f-，如存在，则水质存在问题，系统报警，输出纯水机故障信号；如不存在f-，则水质不存在问题，则所述杂质离子来源于电解槽内部的质子交换膜，输出质子交换膜故障信号，系统报警停机。
10、进一步的，如测得存在ti4+，则所述杂质离子来源于电解槽内部的双极板或气体扩散层，输出双极板/气体扩散层故障信号，系统报警停机。
11、进一步的，通过离子测定仪或离子色谱仪检测电解液中杂质离子的类型及浓度并反馈至控制器。
12、采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
13、由于本专利技术的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，包括以下步骤：对电解水系统中的电解液进行取样，检测电解液中杂质离子的类型及浓度并反馈至控制器；连续取样多次，控制器计算多次采样中杂质离子浓度的相对标准偏差，当相对标准偏差小于设定值时，采样数据可信，进行后续分析，若不小于设定值，采样数据不可信，对检测设备进行校准重新测量；控制器分析测得的各类型杂质离子的浓度是否超出所设定的相应的正常浓度范围，如超出，根据超出的杂质离子的类型判断杂质离子的来源，输出相应故障信号，并执行报警或报警停机指令；如未超出，输出系统正常信号；控制器将测得的杂质离子的类型、浓度以及故障信号发送至上位机进行显示并存储，该方法可对流出电解槽的电解液中杂质离子进行定性分析，根据杂质离子的类型，能够准确判断杂质离子的具体来源，从而定位具体的故障或失效部位，控制器在线监测系统中杂质离子，节省了故障排查时间，便于维保，降低了生产过程中的安全隐患。
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1.一种电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，对电解水系统中的电解液进行取样的位置位于电解槽的阳极出口。
3.根据权利要求2所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，所述杂质离子为除H+以外的其他阴阳离子。
4.根据权利要求3所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，所述杂质离子的来源包括水质、管阀件和电解槽。
5.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，如测得Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-的其中一种或多种超出所设定的正常浓度范围，则所述杂质离子来源于水质，输出纯水机故障信号，系统报警。
6.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，如测得存在Fe2+或Fe3+，则所述杂质离子来源于管阀件，输出管阀件故障信号，系统报警停机。
7.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其
8.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，如测得存在Ti4+，则所述杂质离子来源于电解槽内部的双极板或气体扩散层，输出双极板/气体扩散层故障信号，系统报警停机。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，通过离子测定仪或离子色谱仪检测电解液中杂质离子的类型及浓度并反馈至控制器。
...【技术特征摘要】
1.一种电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，对电解水系统中的电解液进行取样的位置位于电解槽的阳极出口。
3.根据权利要求2所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，所述杂质离子为除h+以外的其他阴阳离子。
4.根据权利要求3所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，所述杂质离子的来源包括水质、管阀件和电解槽。
5.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，如测得ca2+、mg2+、so42-、cl-的其中一种或多种超出所设定的正常浓度范围，则所述杂质离子来源于水质，输出纯水机故障信号，系统报警。
6.根据权利要求4所述的电解水系统监测杂质离子来源的定性分析方法，其特征在于，如测得存在...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪孟菲，赵强，唐笑，郝佳，王翔，许嘉威，傅林，
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：发明
国别省市：
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