【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)與方法，具體涉及一種快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的控制方法。
技術(shù)介紹
1、目前電解水系統(tǒng)的陽極側(cè)通過水循環(huán)及補水操作保證電解水原料水的持續(xù)供應(yīng)給電解槽進行電解，為了使得原料水的充足供應(yīng)，陽極側(cè)一般會設(shè)置一個匹配用水量大小的水箱。此外，由于目電解水系統(tǒng)為了使得產(chǎn)生的氫氣更好的存儲和使用，會采用高壓運行模式。但是由于電解槽中質(zhì)子交換膜的透氣性，陰極壓力通常高于陽極側(cè)壓力，所以產(chǎn)生的氫氣會透過質(zhì)子膜到達(dá)陽極側(cè)。通常為保證電解水系統(tǒng)的運行安全，陽極側(cè)產(chǎn)生的氧氣中氫氣含量占比不能超過2%。所以這就使得陽極側(cè)需要對于氧中氫的濃度加以控制，通常陽極側(cè)產(chǎn)生的氧氣不進行收集和儲存，所以氧氣會直接排到大氣中。同樣為了滿足上述要求，通常不采用閉式水箱，此外為保證水箱中氫氣濃度過大時的排放速度，會采用風(fēng)機對水箱進行抽氣操作，此時大量的外部空氣會進入到水箱中，會導(dǎo)致水箱中水的電導(dǎo)率上升，從而影響電解水系統(tǒng)的正常運行，所以，有必要對電解水電導(dǎo)率加以控制。
2、目前方案中多以電導(dǎo)率的絕對值來判定電解水是否運行和停機進行水箱換水操作，這使得電解水系統(tǒng)運行不連續(xù)，同時較大的浪費了原料水。現(xiàn)有的去離子水電導(dǎo)率調(diào)節(jié)方式，均是采用簡單的串聯(lián)去離子罐以及停機換水操作來保證去離子水的電導(dǎo)率達(dá)標(biāo)，在運行過程中，去離子罐的去離子效果會持續(xù)衰減，降低了去離子罐的使用壽命，同時會增大整條路的流阻，提高了電解水系統(tǒng)的功耗，此外頻繁的停機和開機操作，會降低電解水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時在啟動過程中，由于功率較小，氧中氫濃度會上升，所以增大了
3、本專利技術(shù)能夠更精細(xì)化的調(diào)節(jié)去離子水的電導(dǎo)率，通過對電導(dǎo)率的大小，上升順序和上升速度來采取相應(yīng)的操作，降低去離子罐的使用頻率，減少停機換水頻率，降低原料水的浪費。本專利技術(shù)通過對各位置的電導(dǎo)率進行監(jiān)測，同時通過獲得各位置電導(dǎo)率上升的前后順序及上升速度來判定去離子水電導(dǎo)率率上升的原因及后續(xù)采取的操作，以調(diào)節(jié)原料水的電導(dǎo)率，保證電解水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
4、
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、電解水系統(tǒng)需要使用低電導(dǎo)率的去離子水作為原料水進行電解，這是為了保證在電解水系統(tǒng)運行過程中各部件的絕緣性，防止發(fā)生短路造成電解水系統(tǒng)的損壞，甚至是發(fā)生安全問題。本專利技術(shù)通過控制調(diào)節(jié)原料水的電導(dǎo)率保證電解水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少電解水系統(tǒng)的停機次數(shù)以及原料水的浪費。
2、本專利技術(shù)的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。
3、一種快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，在電解水水路循環(huán)系統(tǒng)中位于水箱、電解槽水路出口、電解槽水路進口及循環(huán)泵出口處設(shè)置了電導(dǎo)率傳感器；所述在電導(dǎo)率傳感器的位置，分別位于水箱底部、水箱循環(huán)水入口前、循環(huán)泵出口處設(shè)置了排水開關(guān)閥；去離子器采用與主路循環(huán)水并聯(lián)的方式回到水箱，并通過開關(guān)閥控制通斷；水箱帶有液位傳感器，監(jiān)測水箱中的水量是否足夠。
4、所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，包括純水機、水箱、風(fēng)機、pem電解槽、去離子器和循環(huán)泵；所述純水機與水箱、風(fēng)機順次連接，所述水箱的底部去離子水出口與循環(huán)泵連接，所述循環(huán)泵分別與去離子器和pem電解槽連接，所述去離子器與水箱連接；所述水箱還與pem電解槽連接；所述pem電解槽與直流電源連接；所述pem電解槽、水箱的底部出口以及循環(huán)泵分別通過管道連接至廢液出口；所述水箱、電解槽水路出口、電解槽水路進口及循環(huán)泵出口處分別設(shè)置了第一電導(dǎo)率傳感器、第二電導(dǎo)率傳感器、第四電導(dǎo)率傳感器和第三電導(dǎo)率傳感器。
5、進一步地，所述pem電解槽與廢液出口之間的管道上設(shè)置有第二排水開關(guān)閥。
6、進一步地，所述水箱的底部出口與廢液出口之間的管道上設(shè)置有第一排水開關(guān)閥。
7、進一步地，所述循環(huán)泵與廢液出口之間的管道上設(shè)置有第三排水開關(guān)閥；所述純水機與市水入口連接，且純水機與市水入口之間的管道上設(shè)置有市水開關(guān)閥。
8、進一步地，所述純水機與水箱之間的管道上設(shè)置有隔離閥；所述去離子器的入口管道上設(shè)置有開關(guān)閥；所述循環(huán)泵與pem電解槽之間的管道上設(shè)置有流量計。
9、進一步地，上述系統(tǒng)還包括空氣過濾器，空氣過濾器放置在水箱的上方，用于過濾進入水箱的氣體。
10、一種快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)的控制方法，通過判斷回路中電導(dǎo)率的上升速度以及上升位置和電導(dǎo)率數(shù)值聯(lián)合進行判定，采用不同的處理方法，達(dá)到降低回路中電導(dǎo)率的目的；該方法使控制電導(dǎo)率的數(shù)值更為精確，針對不同條件采用不同的處理方法，能夠有效降低系統(tǒng)停機頻率，保證電解水系統(tǒng)平穩(wěn)運行，同時減少原料水的浪費。
11、具體控制方法，包括如下步驟：
12、在運行過程中，各電導(dǎo)率傳感器數(shù)值保持穩(wěn)定，若出現(xiàn)電導(dǎo)率異常數(shù)值異常上升（s01），首先通過控制單元判斷電導(dǎo)率的上升速度（s02），若上升速度小于等于第一上升速度（0.1~1?μs/cm/min）（第一上升速度<第二上升速度（5~10?μs/cm/min）），此時認(rèn)為整個回路中離子含量和析出量較小，選擇采用打開去離子器處的開關(guān)閥（s03），通過去離子器對原料水進行去除離子操作，從而降低回路中水的電導(dǎo)率，此時通過進一步判斷電導(dǎo)率是否還在繼續(xù)上升（s04），以判斷降低電導(dǎo)率的操作是否合適，若電導(dǎo)率在降低，進一步判斷回路中電導(dǎo)率是否小于等于電導(dǎo)率第一數(shù)值（0.1~6?μs/cm）（電導(dǎo)率第一數(shù)值<電導(dǎo)率第二數(shù)值（10~20?μs/cm））（s05），小于等于電導(dǎo)率第一數(shù)值則說明回路中離子含量降低，并且達(dá)到電解水系統(tǒng)的運行要求，若大于電導(dǎo)率第一數(shù)值，繼續(xù)去離子罐處理操作降低回路中電導(dǎo)率（s03），保持循環(huán)直至電導(dǎo)率小于等于第一數(shù)值，然后停止操作，關(guān)閉去離子罐處的開關(guān)閥及關(guān)閉第一排水開關(guān)閥、第二排水開關(guān)閥和第三排水開關(guān)閥（s06），系統(tǒng)正常運行；若該部分操作中，電導(dǎo)率上升速度未降低為負(fù)值（s04），說明該處理操作無法有效降低回路中的電導(dǎo)率，需要采用第二種降低回路中的電導(dǎo)率的方法；
13、所述第二種降低回路中的電導(dǎo)率的方法包括如下步驟：
14、正常運行過程中，若出現(xiàn)電導(dǎo)率數(shù)值異常上升（s01），首先通過控制單元判斷電導(dǎo)率的上升速度（s02），若上升速度大于第一上升速度，則進一步判斷電導(dǎo)率數(shù)值的上升速度是否大于第二上升速度（s07），若小于等于第二上升速度，則通過電導(dǎo)率傳感器的位置判斷電導(dǎo)率上升的位置（s08），進一步判斷電導(dǎo)率上升位置是否超過1處（s09），若沒超過，則采取處理操作，打開電導(dǎo)率上升位置處的排水開關(guān)閥（對應(yīng)第一排水開關(guān)閥、第二排水開關(guān)閥或第三排水開關(guān)閥中的一處），并根據(jù)水箱處的液位傳感器進行補水操作（s10），進一步判斷電導(dǎo)率上升速度是否為負(fù)值（s11），若是，則說明該操作對降低回路中電導(dǎo)率有效果，進一步判定電導(dǎo)率數(shù)值是否小于等于電導(dǎo)率第一數(shù)值（0.1~6?μs/cm）（電導(dǎo)率第一數(shù)值<電導(dǎo)率第二數(shù)值（10~20?μs/cm））（s12），小于等于電導(dǎo)率第一數(shù)值則說明回路中離子含量降低本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，在電解水水路循環(huán)系統(tǒng)中位于水箱、電解槽水路出口、電解槽水路進口及循環(huán)泵出口處設(shè)置了電導(dǎo)率傳感器；所述電導(dǎo)率傳感器的位置分別位于水箱底部、水箱循環(huán)水入口前、循環(huán)泵出口處設(shè)置了排水開關(guān)閥；去離子器采用與主路循環(huán)水并聯(lián)的方式回到水箱，并通過開關(guān)閥控制通斷；水箱帶有液位傳感器，監(jiān)測水箱中的水量是否足夠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，包括純水機（3）、水箱（9）、風(fēng)機（8）、PEM電解槽（15）、去離子器（5）和循環(huán)泵（20）；所述純水機（3）與水箱（9）、風(fēng)機（8）順次連接，所述水箱（9）的底部去離子水出口與循環(huán)泵（20）連接，所述循環(huán)泵（20）分別與去離子器（5）和PEM電解槽（15）連接，所述去離子器（5）與水箱（9）連接；所述水箱（9）還與PEM電解槽（15）連接；所述PEM電解槽（15）與直流電源（14）連接；所述PEM電解槽（15）、水箱（9）的底部出口以及循環(huán)泵（20）分別通過管道連接至廢液出口（19）；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱（9）的底部出口與廢液出口（19）之間的管道上設(shè)置有第一排水開關(guān)閥（10）。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵（20）與廢液出口（19）之間的管道上設(shè)置有第三排水開關(guān)閥（18）；所述純水機（3）與市水入口（1）連接，且純水機（3）與市水入口（1）之間的管道上設(shè)置有市水開關(guān)閥（2）。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述純水機（3）與水箱（9）之間的管道上設(shè)置有隔離閥（6）；所述去離子器（5）的入口管道上設(shè)置有開關(guān)閥4；所述循環(huán)泵（20）與PEM電解槽（15）之間的管道上設(shè)置有流量計（17）。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，還包括空氣過濾器（12），空氣過濾器放置在水箱（9）的上方，用于過濾進入水箱的氣體。
8.權(quán)利要求1~7任一項所述系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，通過判斷回路中電導(dǎo)率的上升速度以及上升位置和電導(dǎo)率數(shù)值聯(lián)合進行判定，采用不同的處理方法，達(dá)到降低回路中電導(dǎo)率的目的；該方法使控制電導(dǎo)率的數(shù)值更為精確，針對不同條件采用不同的處理方法，能夠有效降低系統(tǒng)停機頻率，保證電解水系統(tǒng)平穩(wěn)運行，同時減少原料水的浪費。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述控制方法，其特征在于，所述第一上升速度為0.1~1?μS/cm/min；所述第二上升速度為5~10?μS/cm/min；所述電導(dǎo)率第一數(shù)值為0.1~6?μS/cm；所述電導(dǎo)率第二數(shù)值為10~20?μS/cm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，在電解水水路循環(huán)系統(tǒng)中位于水箱、電解槽水路出口、電解槽水路進口及循環(huán)泵出口處設(shè)置了電導(dǎo)率傳感器；所述電導(dǎo)率傳感器的位置分別位于水箱底部、水箱循環(huán)水入口前、循環(huán)泵出口處設(shè)置了排水開關(guān)閥；去離子器采用與主路循環(huán)水并聯(lián)的方式回到水箱，并通過開關(guān)閥控制通斷；水箱帶有液位傳感器，監(jiān)測水箱中的水量是否足夠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，包括純水機（3）、水箱（9）、風(fēng)機（8）、pem電解槽（15）、去離子器（5）和循環(huán)泵（20）；所述純水機（3）與水箱（9）、風(fēng)機（8）順次連接，所述水箱（9）的底部去離子水出口與循環(huán)泵（20）連接，所述循環(huán)泵（20）分別與去離子器（5）和pem電解槽（15）連接，所述去離子器（5）與水箱（9）連接；所述水箱（9）還與pem電解槽（15）連接；所述pem電解槽（15）與直流電源（14）連接；所述pem電解槽（15）、水箱（9）的底部出口以及循環(huán)泵（20）分別通過管道連接至廢液出口（19）；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述pem電解槽（15）與廢液出口（19）之間的管道上設(shè)置有第二排水開關(guān)閥（11）。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)節(jié)原料水電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱（9）的底部出口與廢液出口（19）之間的管道上設(shè)置有第一排水開關(guān)閥（10）。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述快速調(diào)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫翔，池濱，徐志成，楊強，鐘蕾芳，
申請(專利權(quán))人：廣東云韜氫能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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