【技術實現步驟摘要】
本公開涉及一種堿性電解水系統和方法。
技術介紹
1、電解水制氫法是在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣，然后經氣液分離過程，再經過純化和干燥后，得到產品氫氣。堿性電解水制氫的核心部分是電解槽，電解槽的iv曲線和阻抗等性能對制氫能耗影響顯著。電解槽由電極、隔膜、雙極板、擴散層等部件組成，為了實現低電耗電解水制氫，需要對以上部件進行篩選、設計、技術參數優化等，并試制相應的電解槽進行測試驗證。由于電解槽結構組成復雜，部件參數變化范圍廣，因此在電解槽開發過程中需要開展大量的測試工作，常常涉及到上百組電解槽性能測試試驗。然而，當前的電解槽測試裝置一般是單通道的，即單個測試系統只為一個電解槽進行測試，這導致測試時間周期長，大幅限制了電解槽的優化和研發速度。
技術實現思路
1、本公開的目的是提供一種電解槽測試系統和方法，能夠同時實現多個電解槽的批量化測試，顯著提高測試效率。
2、為了實現上述目的，本公開第一方面，提供一種電解槽測試系統，該系統包括：
3、電解槽單元，所述電解槽單元的數量為多個，每個所述電解槽單元用于設置一個待測電解槽；
4、堿液分離及儲存單元，包括陽極氣液分離器、陰極氣液分離器和堿液緩存器，所述陽極氣液分離器用于對來自所述待測電解槽的陽極電解液進行氣液分離，所述陰極分離器用于對來自所述待測電解槽的陰極電解液進行氣液分離，所述堿液緩存器用于儲存由所述陽極氣液分離器和所述陰極氣液分離器得到的氣液分離后的堿
5、電源單元，用于獨立地對每個所述電解槽單元進行供電；
6、信號采集及控制單元，用于對所述電解槽單元、所述堿液分離及儲存單元和所述電源單元進行控制并采集所述待測電解槽的檢測信號。
7、可選地，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件各自獨立地為拉斷閥或三通閥。
8、可選地，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件內分別設有閥門限位器，所述閥門限位器用于提示所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件的連接狀態，所述信號采集及控制單元根據所述連接狀態對所述電解槽單元、所述堿液分離及儲存單元和所述電源單元進行控制。
9、可選地，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件內分別設有過濾元件，所述過濾元件用于對進入所述陽極氣液分離器或所述陰極氣液分離器的堿液進行過濾；
10、所述過濾元件的材質為多孔陶瓷或金屬，所述過濾元件的孔徑為5～10μm。
11、可選地，所述陽極氣液分離器連接有氧氣輸出管線，所述氧氣輸出管線上設有第四閥門元件、氧中氫濃度檢測元件和氧氣壓力檢測元件；所述陰極氣液分離器連接有氫氣輸出管線，所述氫氣輸出管線上設有第五閥門元件、氫中氧濃度檢測元件和氫氣壓力檢測元件；
12、所述檢測信號包括氧氣壓力信號、氫氣壓力信號、氧中氫濃度檢測信號和氫中氧濃度檢測信號，所述信號采集及控制單元根據所述氧氣壓力信號、所述氫氣壓力信號、所述氧中氫濃度檢測信號和所述氫中氧濃度檢測信號對所述第四閥門元件和/或所述第五閥門元件進行控制。
13、可選地，所述陽極氣液分離器和所述陰極氣液分離器中分別設有液位檢測器；
14、所述檢測信號包括所述陽極氣液分離器和所述陰極氣液分離器的液位差信號，所述信號采集及控制單元根據所述液位差信號對所述第四閥門元件和/或所述第五閥門元件進行控制。
15、可選地，所述堿液緩存器連接有進水管線，所述進水管線上設有第六閥門元件，所述堿液緩存器內設有濃度檢測器；
16、所述檢測信號包括堿液濃度信號，所述信號采集及控制單元根據所述堿液濃度信號對所述第六閥門元件進行控制。
17、可選地，每個所述電解槽單元與所述堿液緩存器連接的管線上還設有流量檢測元件和流速調節元件，所述檢測信號包括堿液流量信號，所述信號采集及控制單元根據所述堿液流量信號對所述流速調節元件進行控制。
18、可選地，所述陽極氣液分離器與所述堿液緩存器之間、所述陰極氣液分離器與所述堿液緩存器之間分別連接有循環泵，所述循環泵的開啟或閉合根據所述陽極氣液分離器和/或所述陰極氣液分離器內的液相液位或氣相濃度進行控制。
19、可選地，所述電源單元包括直流電源模塊和交流電源模塊；所述直流電源模塊用于獨立地對每個所述電解槽單元進行供電并用于進行電解性能測試，所述交流電源模塊用于依次對多個所述電解槽單元進行供電并用于進行阻抗測試；
20、所述電源單元設有電流檢測元件和電壓檢測元件，所述檢測信號包括電流信號和電壓信號。
21、本公開第二方面，提供采用本公開第一方面所述的系統進行電解槽測試的方法，該方法包括：
22、將待測電解槽安裝于所述電解槽單元中，開啟所述電源單元對安裝有所述待測電解槽的所述電解槽單元進行供電；
23、通過所述信號采集及控制單元采集所述待測電解槽的檢測信號，并根據所述檢測信號控制與安裝有所述待測電解槽的所述電解槽單元連接的所述第一閥門元件、第二閥門元件和第三閥門元件開啟或閉合；
24、根據所述檢測信號得到所述待測電解槽的測試結果。
25、可選地，該方法包括：
26、所述電源單元包括直流電源模塊和交流電源模塊，啟動所述直流電源模塊進行電解性能測試，并啟動所述交流電源模塊進行阻抗測試，得到待測電解槽的極化曲線和阻抗譜圖。
27、可選地，該方法包括：
28、所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件內分別設有閥門限位器；
29、當所述閥門限位器提示未連接待測電解槽時，控制所述電源單元停止或跳過對該電解槽單元進行供電，可選地控制相應管線上的輸送泵關閉；
30、當所述限位器提示已連接待測電解槽時，控制所述電源單元開啟對該電解槽單元進行供電，可選地控制相應管線上的輸送泵打開。
31、可選地，該方法包括：
32、所述陽極氣液分離器與所述堿液緩存器之間、所述陰極氣液分離器與所述堿液緩存器之間分別連接有循環泵；
33、所述陽極氣液分離器、陰極氣液分離器內分別設置液位檢測器，當所述陽極氣液分離器和/或陰極氣液分離器的液位高于第一預設值時，啟動所述循環泵，將所述陽極氣液分離器和/或所述陰極氣液分離器中的堿液輸送至所述堿液緩存器，直至所述液位達到所述第一預設值后，關閉所述循環泵；和/或，
34、所述陽極氣液分離器的氣空間設置氧中氫濃度傳感器，所述陰極氣液分離器的氣空間設置氫中氧濃度傳感器，當氣相濃度高于第二預設值時，啟動所述循環泵，將所述陽極氣液分離器和/或所述陰極氣液分離器中的堿液輸送至所述堿液緩存器，直至所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電解槽測試系統，其特征在于，該系統包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件各自獨立地為拉斷閥或三通閥。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件內分別設有閥門限位器，所述閥門限位器用于提示所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件的連接狀態，所述信號采集及控制單元根據所述連接狀態對所述電解槽單元、所述堿液分離及儲存單元和所述電源單元進行控制。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件內分別設有過濾元件，所述過濾元件用于對進入所述陽極氣液分離器或所述陰極氣液分離器的堿液進行過濾；
5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述陽極氣液分離器連接有氧氣輸出管線，所述氧氣輸出管線上設有第四閥門元件、氧中氫濃度檢測元件和氧氣壓力檢測元件；所述陰極氣液分離器連接有氫氣輸出管線，所述氫氣輸出管線上設有第五閥門元件、氫中氧濃度檢測元件和氫氣壓力檢測元件；
6.根據權利要求5所述的系統，其中，
7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述堿液緩存器連接有進水管線，所述進水管線上設有第六閥門元件，所述堿液緩存器內設有濃度檢測器；
8.根據權利要求1所述的系統，其中，每個所述電解槽單元與所述堿液緩存器連接的管線上還設有流量檢測元件和流速調節元件，所述檢測信號包括堿液流量信號，所述信號采集及控制單元根據所述堿液流量信號對所述流速調節元件進行控制。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，所述陽極氣液分離器與所述堿液緩存器之間、所述陰極氣液分離器與所述堿液緩存器之間分別連接有循環泵，所述循環泵的開啟或閉合根據所述陽極氣液分離器和/或所述陰極氣液分離器內的液相液位或氣相濃度進行控制。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，所述電源單元包括直流電源模塊和交流電源模塊；所述直流電源模塊用于獨立地對每個所述電解槽單元進行供電并用于進行電解性能測試，所述交流電源模塊用于依次對多個所述電解槽單元進行供電并用于進行阻抗測試；
11.采用權利要求1～10中任意一項所述的系統進行電解槽測試的方法，其特征在于，該方法包括：
12.根據權利要求11所述的方法，其中，該方法包括：
13.根據權利要求11所述的方法，其中，該方法包括：
14.根據權利要求11所述的方法，其中，該方法包括：
15.根據權利要求14所述的方法，其中，該方法包括：
16.根據權利要求15所述的方法，其中，該方法包括：
17.根據權利要求11所述的方法，其中，該方法包括：
18.根據權利要求11所述的方法，其中，該方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種電解槽測試系統，其特征在于，該系統包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件各自獨立地為拉斷閥或三通閥。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件內分別設有閥門限位器，所述閥門限位器用于提示所述第一閥門元件、所述第二閥門元件和所述第三閥門元件的連接狀態，所述信號采集及控制單元根據所述連接狀態對所述電解槽單元、所述堿液分離及儲存單元和所述電源單元進行控制。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一閥門元件、所述第二閥門元件內分別設有過濾元件，所述過濾元件用于對進入所述陽極氣液分離器或所述陰極氣液分離器的堿液進行過濾；
5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述陽極氣液分離器連接有氧氣輸出管線，所述氧氣輸出管線上設有第四閥門元件、氧中氫濃度檢測元件和氧氣壓力檢測元件；所述陰極氣液分離器連接有氫氣輸出管線，所述氫氣輸出管線上設有第五閥門元件、氫中氧濃度檢測元件和氫氣壓力檢測元件；
6.根據權利要求5所述的系統，其中，所述陽極氣液分離器和所述陰極氣液分離器中分別設有液位檢測器；
7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述堿液緩存器連接有進水管線，所述進水管線上設有第六閥門元件，所述堿液緩存器內設有濃度檢測器；
8.根據權利要求1所述的系統，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許壯，何廣利，張增光，
申請(專利權)人：國家能源投資集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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