【技術實現步驟摘要】
本申請涉及水電解制氫，尤其涉及一種基于水電解制氫的冷凝水回收系統及方法。
技術介紹
1、隨著氫能產業的迅速發展，水電解制氫技術逐漸成為一種重要的氫氣生產方式。該技術通過電解水生成氫氣和氧氣，具備綠色環保、高效無污染的優勢，因此被廣泛應用于工業、能源等領域。然而，水電解制氫過程中產生的氫氣和氧氣通常伴有大量的水蒸氣，這些水蒸氣在冷卻過程中會凝結成冷凝水。如果冷凝水無法有效回收，不僅浪費水資源，還會導致系統運行效率下降，甚至影響氫氣和氧氣的純度。
2、傳統的水電解制氫系統在氣液分離和冷凝水回收方面，常常依賴簡單的氣水分離器來進行氣液分離。然而，這些設備在高效回收冷凝水方面存在諸多限制，由于氣體流速較高、冷凝水量大，單靠分離器難以實現高效的冷凝水分離。許多系統將冷凝水直接排放，不僅浪費水資源，還增加了外部處理成本。因此，因此，如何設計一種能夠有效回收并處理冷凝水的系統，成為提高水電解制氫系統整體性能的關鍵問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種基于水電解制氫的冷凝水回收系統及方法，用以解決
技術介紹
中提到的現有技術難以有效處理冷凝水的外排和資源浪費問題。
2、為解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案予以實現：
3、一方面，本申請提供一種基于水電解制氫的冷凝水回收系統，包括電解槽、氫側分離器、氧側分離器、氫側氣體冷卻器、氧側氣體冷卻器、氫側氣水分離器、氧側氣水分離器、工業冷卻水進水管道、工業冷卻水回水管道及多個連接管道；
4、所述電解槽的氫氣
5、在一種可選的實施方式中，所述氫側氣水分離器和氧側氣水分離器均為立式結構的過濾式氣水分離器；
6、所述氫側氣水分離器和氧側氣水分離器均在各自的氣水分離器主體上設置有氣體入口、氣體出口和排液口，所述氣體入口設置于氣水分離器主體的側面，所述氣體出口設置于氣水分離器主體的頂端，所述排液口設置于氣水分離器主體的底端，氣水分離器主體的內上部設置有氣液過濾網，所述氣體入口在處于氣水分離器主體的內側壁上連通有位于氣水分離器主體內部水平橫向布置的擴徑管道，所述氣液過濾網位于所述擴徑管道的上方并保持有間隔；
7、所述氫側氣水分離器的所述氣體入口連接有所述第五管道并通過所述第五管道與所述氫側氣體冷卻器連接，所述氫側氣水分離器的所述氣體出口連接有氫側氣體收集管道，所述氧側氣水分離器的所述氣體入口連接有所述第六管道并通過所述第六管道與所述氧側氣體冷卻器連接，所述氧側氣水分離器的所述氣體出口連接有氧側氣體收集管道，所述氫側氣水分離器和所述氧側氣水分離器通過各自的所述排液口分別連接有所述冷凝水回流管道。
8、在一種可選的實施方式中，所述氣液過濾網的網孔密度為80-100目，且所述氣液過濾網與所述擴徑管道之間的距離大于50mm，所述擴徑管道的直徑大于所述氣體入口的直徑并配置為能夠使氣體流速降至1-2m3/s。
9、在一種可選的實施方式中，所述氫側分離器和氧側分離器為臥式結構的重力式氣水分離器，該分離器內部設有折流板結構且折流板沿氣流方向設置形成多級折流路徑。
10、在一種可選的實施方式中，所述氫側氣體冷卻器和所述氧側氣體冷卻器內部均設置有換熱器，且換熱器的進出端分別連接所述工業冷卻水進水管道和所述工業冷卻水回水管道，所述氫側氣體冷卻器和所述氧側氣體冷卻器能夠通過對氣體降溫使冷凝水凝結后分別回流至氫側氣水分離器和氧側氣水分離器中，所述氫側氣水分離器和所述氧側氣水分離器通過各自所連的所述冷凝水回流管道使冷凝水分別回流至所述氫側分離器和氧側分離器中。
11、在一種可選的實施方式中，所述電解槽為堿液水電解裝置，所述電解槽通過陽極和陰極的直流電分解水生成氫氣和氧氣，所生成的氫氣和氧氣分別通過所述第一管道、所述第二管道進入所述氫側分離器和所述氧側分離器中進行初步氣液分離，所述氫側分離器和所述氧側分離器的底部分別設置有排放口。
12、在一種可選的實施方式中，所述氫側氣水分離器通過所述氫側氣體收集管道與后續的氫純化系統相連接，以進一步純化分離出的氫氣；所述氧側氣水分離器通過所述氧側氣體收集管道與后續的氧純化系統相連接，以進一步純化分離出的氧氣。
13、在一種可選的實施方式中，所述氣液過濾網與所述擴徑管道之間的距?離為80mm，所述氣體入口的直徑規格為dn40，所述擴徑管道的直徑規格為dn150，所述氣液過濾網的整體高度為190mm。
14、另一方面，本申請提供一種基于水電解制氫的冷凝水回收方法，采用上述本申請提供的基于水電解制氫的冷凝水回收系統進行水電解制氫的冷凝水回收，包括以下步驟：
15、步驟一、在電解槽內，通過電解反應，生成攜帶電解液和水蒸氣的氫氣和氧氣；
16、步驟二、通過第一管道將所生成的氫氣引入氫側分離器中，通過第二管道將所生成的氧氣引入氧側分離器中，在氫側分離器和氧側分離器內利用重力和折流板結構分離氣相與電解液，所分離出氣相中的氫氣和氧氣分別通過第三管道和第四管道進入氫側氣體冷卻器和氧側氣體冷卻器中；
17、步驟三、在氫側氣體冷卻器和氧側氣體冷卻器中，通過工業冷卻水進水管道使工業冷卻水流入氣體冷卻器的換熱器，實現對冷卻器內部氣體的降溫，降溫后的氫氣和氧氣中的水蒸氣冷凝形成冷凝水；
18、步驟四、氫側氣體冷卻器和氧側氣體冷卻器所產生的冷凝水和分離出的氣體通過第五管道和第六管道進入氫側氣水分離器和氧側氣水分離器中，在氫側氣水分離器和氧側氣水分離器內通過氣液過濾網進一步將氣體中的冷凝水分離；
19、步驟五、分離出的冷凝水在重力作用下通過冷凝水回流管道回流至氫側分離器和氧側分離器內，形成冷凝水回收回路；
20、步驟六、經過氣液分離的氫氣和氧氣分別通過氫側氣水分離器和氧側氣水分離器的氣體出口排出至后續的氣體純化系統，以進一步純化分離出的氫氣和氧氣。
21、相對于現有技術，本申請具有如下有益效果：
22、1.本申請通過氫側氣水分離器和氧側氣水分離器設置冷凝水回流管道，氫側氣水分離器和氧側氣水分離器分別通過冷凝水回流管道與氫側分離器和氧側分離器連接，使得分離出的冷凝水能夠在重力作用下順暢回流至氫側分離器和氧側分離器，這樣的設計不本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，包括電解槽（1）、氫側分離器（2）、氧側分離器（3）、氫側氣體冷卻器（4）、氧側氣體冷卻器（5）、氫側氣水分離器（6）、氧側氣水分離器（7）、工業冷卻水進水管道（8）、工業冷卻水回水管道（9）及多個連接管道；
2.如權利要求1所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側氣水分離器（6）和氧側氣水分離器（7）均為立式結構的過濾式氣水分離器；
3.如權利要求2所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氣液過濾網（21）的網孔密度為80-100目，且所述氣液過濾網（21）與所述擴徑管道（20）之間的距離大于50mm，所述擴徑管道（20）的直徑大于所述氣體入口（19）的直徑并配置為能夠使氣體流速降至1-2m3/s。
4.如權利要求1-3任一項所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側分離器（2）和氧側分離器（3）為臥式結構的重力式氣水分離器，該分離器內部設有折流板結構且折流板沿氣流方向設置形成多級折流路徑。
5.如權利要求4所述的基于水電解制氫的冷
6.如權利要求1所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述電解槽（1）為堿液水電解裝置，所述電解槽（1）通過陽極和陰極的直流電分解水生成氫氣和氧氣，所生成的氫氣和氧氣分別通過所述第一管道（10）、所述第二管道（11）進入所述氫側分離器（2）和所述氧側分離器（3）中進行初步氣液分離，所述氫側分離器（2）和所述氧側分離器（3）的底部分別設置有排放口。
7.如權利要求2或3所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側氣水分離器（6）通過所述氫側氣體收集管道（22）與后續的氫純化系統相連接，以進一步純化分離出的氫氣；所述氧側氣水分離器（7）通過所述氧側氣體收集管道（23）與后續的氧純化系統相連接，以進一步純化分離出的氧氣。
8.如權利要求3所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氣液過濾網（21）與所述擴徑管道（20）之間的距離為80mm，所述氣體入口（19）的直徑規格為DN40，所述擴徑管道（20）的直徑規格為DN150，所述氣液過濾網（21）的整體高度為190mm。
9.一種基于水電解制氫的冷凝水回收方法，其特征在于，采用如權利要求1-8任一項所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統進行水電解制氫的冷凝水回收，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，包括電解槽（1）、氫側分離器（2）、氧側分離器（3）、氫側氣體冷卻器（4）、氧側氣體冷卻器（5）、氫側氣水分離器（6）、氧側氣水分離器（7）、工業冷卻水進水管道（8）、工業冷卻水回水管道（9）及多個連接管道；
2.如權利要求1所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側氣水分離器（6）和氧側氣水分離器（7）均為立式結構的過濾式氣水分離器；
3.如權利要求2所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氣液過濾網（21）的網孔密度為80-100目，且所述氣液過濾網（21）與所述擴徑管道（20）之間的距離大于50mm，所述擴徑管道（20）的直徑大于所述氣體入口（19）的直徑并配置為能夠使氣體流速降至1-2m3/s。
4.如權利要求1-3任一項所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側分離器（2）和氧側分離器（3）為臥式結構的重力式氣水分離器，該分離器內部設有折流板結構且折流板沿氣流方向設置形成多級折流路徑。
5.如權利要求4所述的基于水電解制氫的冷凝水回收系統，其特征在于，所述氫側氣體冷卻器（4）和所述氧側氣體冷卻器（5）內部均設置有換熱器，且換熱器的進出端分別連接所述工業冷卻水進水管道（8）和所述工業冷卻水回水管道（9），所述氫側氣體冷卻器（4）和所述氧側氣體冷卻器（5）能夠通過對氣體降溫使冷凝水凝結后分別回流至氫側氣水分離器（6）和氧側...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱成元，邢浩，王鐘濤，呂俊峰，李佳男，劉恩懷，格西格圖，安子榮，李岳奇，鄭晴，許海剛，張金星，楊勇，張瑛，
申請(專利權)人：內蒙古億利氫田時代技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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