一种制氢分离液体的二次回收利用系统及其方法与流程 专利技术说明

物理化学装置的制造及其应用技术1.本发明涉及制氢回收系统技术领域，特别涉及一种制氢分离液体的二次回收利用系统及其方法。背景技术：2.氢气作为储能载体拥有质量轻，能量密度高，使用时对环境无任何排放的优点。目前制氢的技术主要是矿物燃料制氢和水电解制氢两大类。其中水电解制氢通过电解水而获得高纯度的氢气，其技术成熟，纯化后的氢气纯度可高达99.9999％，高出其他制氢方式一个数量级且其制备的氢气且不含碳元素杂质。在国家大力倡导新能源可持续化发展今天，水电解制氢迎来了新的发展机遇。然而现在的碱式电解水制氢设备，有以下几个缺点：第一，其电解后产生的汽水混合物，经过气液分离器分离后产生的高温气体带出大量水气，经过冷却后液体排到水封里，此种设计，设备停机时，压力急剧下降，设备内外形成压差，导致少部分碱液顺着管道逆流上来从排空口喷出，有一定的安全隐患。第二，冷却后的液体带有部分碱液，排入水封后不能及时处理会形成污染。第三，如果冷却后的液体排出时间控制不合理，或者冷却水温度变化，要么导致液体排不完从放空口喷出，要么会有部分氢气随着液体排出，形成一定的浪费，且碱液排出需要定时补碱液。第四，纯水水质只有在产水端有检测，纯水在水箱内微生物发酵导致纯水变质，无法达到电解要求。技术实现要素：3.本发明的目的是提供一种制氢分离液体的二次回收利用系统及其方法，来对气水分离后生成的液体进行安全的回收及二次利用，通过加入集液器和氮封水箱，来对液体进行回收和循环使用，代替了原先排放液体直接排入水封的设计。4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制氢分离液体的二次回收利用系统，其特征在于，包括气液分离模块1、plc控制模块2、干燥纯化排水器3、排液处理模块4和补水模块5，所述气液分离模块1的第一入口端通入制氢分离产生的气碱混合物，所述气液分离模块1的第二入口端与排液处理模块4的第一入口端通过管道连通，所述干燥纯化排水器3的出口端与排液处理模块4的第二入口端过管道连通，所述排液处理模块4的出口端与补水模块5的入口端通过管道连通，所述补水模块5的出口端与气液分离模块1的入口端通过管道连通。5.优选的，所述气液分离模块1包括气碱分离器101、洗涤器102、气体冷却器103和气水分离器104，所述气碱分离器101的第一入水口通入制氢分离产生的气碱混合物，所述气碱分离器101的第二入水口与补水模块5通过管道连通，所述气碱分离器101的排气口与洗涤器102的进气口通过管道连通，所述洗涤器102的排气口与气体冷却器103的进气口连通，所述气体冷却器103的排气口与气水分离器104的进气口通过管道连通，所述气体冷却器103的排水口与排液处理模块4通过管道连通，所述气水分离器104的排水口与排液处理模块4通过管道连通。6.优选的，所述补水模块5包括水箱501、补水泵502和背压阀503，所述水箱501的入水口与排液处理模块4通过管道连通，所述水箱501的排气口与背压阀503连通，所述补水泵502的入水口与水箱501的排水口连通，所述水箱501还设置有氮气进气口。7.优选的，所述排液处理模块4包括液位计401与集液器402，所述液位计401设置于集液器402内部，所述集液器402的第一进水口与气体冷却器103的排水口、气水分离器104的排水口通过管道连通，所述集液器402的第二进水口与干燥纯化排水器3的排水口通过管道连通，所述集液器402的排水口与水箱501的入水口通过管道连通。8.优选的，所述集液器402的第一进水口处设置有第一开关阀201，所述集液器402的排水口处设置有第二开关阀202，所述水箱501的氮气进气口处设置有第三开关阀203。9.优选的，所述集液器402内于液位计401两层内设置有高液位点402b和低液位点402a。10.优选的，所述plc控制模块2与第一开关阀201、第二开关阀202、第三开关阀203、液位计401、补水泵502连接，所述plc控制模块2通过液位计401监控集液器402内液位情况从而控制第一开关阀201、第二开关阀202、第三开关阀203与补水泵502的开闭。11.一种制氢分离液体的二次回收利用方法，其特征在于，具体步骤如下:由制氢电解槽电解产生的气碱混合物进入气碱分离器101，此时气体中温度高，水蒸汽和碱含量极高，通过清洗器102过滤气体，降低气体中的含碱量，再通过冷却器103，降低气体温度，使气体中的水冷凝变成液体，降低气体中水蒸气量，部分分离的液态水残留在冷却器103中，分离出的气体和部分液态水进入气水分离器104，通过plc控制模块2间隔一段时间后打开第一开关阀201，冷却器103和气水分离器104中的液态水在系统压力和重力的驱动下，流向集液器401；由干燥纯化排水模块3收集的水通过底部管道流向集液器401，集液器401顶端的液位计401监测液位，信号返回至plc控制模块2，达到设定高液位点402b时，通过plc控制模块2控制打开第二开关阀202，集液器401内液体内压力和重力的驱动下流向补水箱501，当液位低至低液位点402a时，通过plc控制模块2控制关闭第二开关阀202，此时系统运行产生的液体从新补充至水箱501中后，通过通过plc控制模块2控制开启补水泵502重新补入气碱分离器101；为防止液体里溶解的气体在水箱501中释放导致产生混合气体危险源，同时确保补水箱501内无氧气，水不发生氧化反应，控制plc控制模块2通过定期开启水箱501上第三开关阀203向水箱501里冲入氮气进行置换，形成微压氮气保护，微压系统压力为50-200kpa，置换气体经由背压阀503排出。12.综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过plc控制模块实现对冷却器、气水分离器、干燥纯化排水器中排液的安全回收及二次利用，代替了原先排放液体直接排入水封弃用的设计，从而减少环境污染和浪费，增加了碱液使用的经济性，减少过程中氢气的排放，从而增加经济效益，通过氮气氮封水箱从而延长水箱内纯水的使用期限，使得纯水能够安全可靠的重新进入系统循环。附图说明13.图1是本发明的系统连接示意图；图中：1-气液分离模块，101-气碱分离器，102-洗涤器，103-气体冷却器，104-气水分离器，2-plc控制模块，201-第一开关阀，202-第二开关阀，203-第三开关阀，3-干燥纯化排水模块，4-排液处理模块，401-液位计，402-集液器1，402a-低液位点，402b-高液位点，5-补水模块，501-水箱，502-补水泵，503-背压阀。具体实施方式14.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。15.如图1所示的一种制氢分离液体的二次回收利用系统，包括气液分离模块1、plc控制模块2、干燥纯化排水器3、排液处理模块4和补水模块5，气液分离模块1的第一入口端通入制氢分离产生的气碱混合物，气液分离模块1的第二入口端与排液处理模块4的第一入口端通过管道连通，干燥纯化排水器3的出口端与排液处理模块4的第二入口端过管道连通，排液处理模块4的出口端与补水模块5的入口端通过管道连通，补水模块5的出口端与气液分离模块1的入口端通过管道连通。16.气液分离模块1包括气碱分离器101、洗涤器102、气体冷却器103和气水分离器104，气碱分离器101的第一入水口通入制氢分离产生的气碱混合物，气碱分离器101的第二入水口与补水模块5通过管道连通，气碱分离器101的排气口与洗涤器102的进气口通过管道连通，洗涤器102的排气口与气体冷却器103的进气口连通，气体冷却器103的排气口与气水分离器104的进气口通过管道连通，气体冷却器103的排水口与排液处理模块4通过管道连通，气水分离器104的排水口与排液处理模块4通过管道连通。17.补水模块5包括水箱501、补水泵502和背压阀503，水箱501的入水口与排液处理模块4通过管道连通，水箱501的排气口与背压阀503连通，补水泵502的入水口与水箱501的排水口连通，水箱501还设置有氮气进气口。18.排液处理模块4包括液位计401与集液器402，液位计401设置于集液器402内部，集液器402的第一进水口与气体冷却器103的排水口、气水分离器104的排水口通过管道连通，集液器402的第二进水口与干燥纯化排水器3的排水口通过管道连通，集液器402的排水口与水箱501的入水口通过管道连通。19.集液器402的第一进水口处设置有第一开关阀201，集液器402的排水口处设置有第二开关阀202，水箱501的氮气进气口处设置有第三开关阀203。20.集液器402内于液位计401两层内设置有高液位点402b和低液位点402a，plc控制模块2与第一开关阀201、第二开关阀202、第三开关阀203、液位计401、补水泵502连接，plc控制模块2通过液位计401监控集液器402内高液位点402b和低液位点402a液位情况从而控制第一开关阀201、第二开关阀202、第三开关阀203与补水泵502的开闭。21.一种制氢分离液体的二次回收利用方法，具体步骤如下:由制氢电解槽电解产生的气碱混合物进入气碱分离器101，此时气体中温度高，水蒸汽和碱含量极高，通过清洗器102过滤气体，降低气体中的含碱量，再通过冷却器103，降低气体温度，使气体中的水冷凝变成液体，降低气体中水蒸气量，部分分离的液态水残留在冷却器103中，分离出的气体和部分液态水进入气水分离器104，通过plc控制模块2间隔一段时间后打开第一开关阀201，冷却器103和气水分离器104中的液态水在系统压力和重力的驱动下，流向集液器401。22.由干燥纯化排水模块3收集的水通过底部管道流向集液器401，集液器401顶端的液位计401监测液位，信号返回至plc控制模块2，达到设定高液位点402b时，通过plc控制模块2控制打开第二开关阀202，集液器401内液体内压力和重力的驱动下流向补水箱501，当液位低至低液位点402a时，通过plc控制模块2控制关闭第二开关阀202，此时系统运行产生的液体从新补充至水箱501中后，通过通过plc控制模块2控制开启补水泵502重新补入气碱分离器101。23.为防止液体里溶解的气体在水箱501中释放导致产生混合气体危险源，即氢气与氧气混合，同时确保补水箱501内无氧气，防止水中好氧微生物的繁殖，控制plc控制模块2通过定期开启水箱501上第三开关阀203向水箱501里冲入氮气进行置换，形成微压氮气保护，微压系统压力为50-200kpa，置换气体经由背压阀503排出。24.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!