本实用新型专利技术涉及一种组合式隔膜调节阀装置及碱性电解水制氢系统。组合式隔膜调节阀装置包含多个具有不一样气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器,隔膜调节阀支路并联设置,流量分配器分别连接隔膜调节阀支路,工作过程中,至少1个隔膜调节阀支路工作。碱性电解水制氢系统包括碱性电解水制氢装置、碱液循环装置和2个组合式隔膜调节阀装置,碱性电解水制氢装置包含电解槽、氧气侧气液分离器和氢气侧气液分离器,碱液循环装置连接碱性电解水制氢装置,组合式隔膜调节阀装置分别设置于氧气侧气液分离器和氢气侧气液分离器的气体输出端。与现存技术相比,本实用新型专利技术保证碱性电解水制氢系统在不同工作功率范围下的安全性。
氢能被认为是世界能源与动力转型的重大战略方向之一,备受世界各国关注,电解水制氢中,目前最为成熟的技术路线是碱性电解水技术。中国专利CN110106512A:电解水制氢装置该装置包含j个并联支路,每个并联支路上有k个串联的制氢单元,能够较为便捷地调整该制氢装置至不同的功率,且调节档位较多,良好适配于具有间歇性质的新能源(如风电、光伏等)发电作为制氢电源时输入功率的波动变化。中国专利CN203582560U:一种电解水系统的电解槽排气装置提供了一种表面气体在酸性水电磁阀和碱性水电磁阀中形成气栓的电解槽排气装置,能够改善两端出水不均,改善了酸气腐蚀设备等问题,具有一定价值。现有的相关研究中虽然提到了在同一系统中使用多个电解水制氢单元来满足功率波动,也进行了电解槽排气装置的设计,但都没有考虑到碱性电解水制氢设备在不一样的功率下工作时产生气体流量量不同,带来的气液分离模块的气体隔膜阀精确调节压力困难,缺少对隔膜阀进行组合式调节系统的设计。
本技术的目的是为了克服上述现存技术存在的缺陷而提供一种组合式隔膜调节阀装置及碱性电解水制氢系统。本技术的目的能够最终靠以下技术方案来实现:一种组合式隔膜调节阀装置,该装置用于碱性电解水制氢时气体的排出,所述的装置包含多个具有不一样气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器,所述的隔膜调节阀支路并联设置,所述的流量分配器分别连接隔膜调节阀支路,工作过程中,至少1个隔膜调节阀支路工作。所述的隔膜调节阀支路包括依次串联的隔膜调节阀和流量计,各隔膜调节阀支路的隔膜调节阀和流量计均连接至流量分配器形成闭环精确调节回路。并联设置的隔膜调节阀支路中的隔膜调节阀的流量范围配置成按照梯度化形式变化。隔膜调节阀的流量范围具体配置为:Qg1_max>Qg2_max>…>Qgn_max,Qg1_min>Qg2_min>…>Qgn_min,其中,Qg1_max为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg2_max为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qgn_max为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg1_min为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qg2_min为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qgn_min为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,n为隔膜调节阀支路总个数。所述的流量分配器配置为根据气体流量需求选择对应隔膜调节阀支路工作的微处理器芯片。一种碱性电解水制氢系统,包括碱性电解水制氢装置和碱液循环装置,所述的碱性电解水制氢装置包含电解槽、氧气侧气液分离器和氢气侧气液分离器,所述的碱液循环装置连接碱性电解水制氢装置,该系统还包括2个所述的组合式隔膜调节阀装置,所述的组合式隔膜调节阀装置分别设置于氧气侧气液分离器和氢气侧气液分离器的气体输出端。所述的碱液循环装置包含碱液补给泵、碱液过滤器、碱液循环泵、碱液箱、碱液循环换热器、冷却水箱和冷却水泵,所述的碱液过滤器输入端连接至所述的氧气侧气液分离器和氢气侧气液分离器的碱液输出端,碱液过滤器输出端依次通过碱液循环泵和碱液循环换热器连接至所述的电解槽碱液输入端,碱液循环换热器还通过冷却水泵连接冷却水箱形成换热回路,碱液过滤器输入端还通过补给泵连接碱液箱进行碱液补给。所述的微处理器芯片包括DSP芯片。与现存技术相比,本技术具有如下优点:(1)本技术组合式隔膜调节阀装置用于碱性电解水制氢时气体的排出,能确保在各产氢速率下氧气和氢气压力的精确控制,能够大大拓宽碱性电解水制氢系统的工作功率范围,增加了碱性电解水制氢设备的宽功率波动适应性。(2)本技术碱性电解水制氢系统在氢气和氧气出气口分别设置组合式隔膜调节阀,因此能确保在各产氢速率下氢气与氧气压力的精确控制,能够使不同流量下氢气侧、氧气侧压差保持在设定范围,有很大效果预防了碱性电解水制氢设备中氢气与氧气的互窜,增强碱性电解水制氢设备在不同工作功率下安全性。附图说明图1为本技术采用组合式隔膜调节阀装置的碱性电解水制氢系统的结构框图;图2为本技术碱性电解水制氢系统中组合式隔膜调节阀装置的运行原理框图;图3为本技术碱性电解水制氢系统的工作流程图;图4为本技术实施例中碱性电解水制氢系统生产氢气流量示意图;图5为本技术实施例中碱性电解水制氢系统氢气侧组合式隔膜调节阀装置的调节过程示意图。图中,1为电解槽,2为整流变压器,3为碱液循环换热器,4为冷却水箱,5为冷却水泵,6为氢气侧组合式隔膜调节阀装置,7为氢气侧气液分离器,8为氢气纯化设备,9为氧气侧组合式隔膜调节阀装置,10为氧气收集或后处理装置,11为氧气侧气液分离器,12为碱液补给泵,13为碱液过滤器,14为碱液循环泵,15为碱液箱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。注意,以下的实施方式的说明只是实质上的例示,本技术并不意在对其适用物或其用途进行限定,且本技术并不限定于以下的实施方式。实施例如图1和2所示,一种组合式隔膜调节阀装置,该装置用于碱性电解水制氢时气体的排出,装置包含多个具有不一样气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器,隔膜调节阀支路并联设置,流量分配器分别连接隔膜调节阀支路,工作过程中,至少1个隔膜调节阀支路工作。隔膜调节阀支路包括依次串联的隔膜调节阀和流量计,各隔膜调节阀支路的隔膜调节阀和流量计均连接至流量分配器形成闭环精确调节回路。并联设置的隔膜调节阀支路中的隔膜调节阀的流量范围配置成按照梯度化形式变化。隔膜调节阀的流量范围具体配置为:Qg1_max>Qg2_max>…>Qgn_max,Qg1_min>Qg2_min>…>Qgn_min,其中,Qg1_max为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg2_max为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qgn_max为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg1_min为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qg2_min为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qgn_min为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,n为隔膜调节阀支路总个数。流量分配器配置为根据气体流量需求选择对应隔膜调节阀支路工作的微处理器芯片。一种碱性电解水制氢系统,包括碱性电解水制氢装置和碱液循环装置,碱性电解水制氢装置包含电解槽1、氧气侧气液分离器11和氢气侧气液分离器7,碱液循环装置连接碱性电解水制氢装置,该系统还包括2个组合式隔膜调节阀装置,分别
1.一种组合式隔膜调节阀装置,其特征是,该装置用于碱性电解水制氢时气体的排出,所述的装置包含多个具有不一样气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器,所述的隔膜调节阀支路并联设置,所述的流量分配器分别连接隔膜调节阀支路,工作过程中,至少1个隔膜调节阀支路工作。/n
1.一种组合式隔膜调节阀装置,其特征是,该装置用于碱性电解水制氢时气体的排出,所述的装置包含多个具有不一样气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器,所述的隔膜调节阀支路并联设置,所述的流量分配器分别连接隔膜调节阀支路,工作过程中,至少1个隔膜调节阀支路工作。
2.根据权利要求1所述的一种组合式隔膜调节阀装置,其特征是,所述的隔膜调节阀支路包括依次串联的隔膜调节阀和流量计,各隔膜调节阀支路的隔膜调节阀和流量计均连接至流量分配器形成闭环精确调节回路。
3.根据权利要求2所述的一种组合式隔膜调节阀装置,其特征是,并联设置的隔膜调节阀支路中的隔膜调节阀的流量范围配置成按照梯度化形式变化。
4.根据权利要求3所述的一种组合式隔膜调节阀装置,其特征是,隔膜调节阀的流量范围具体配置为:
其中,Qg1_max为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg2_max为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qgn_max为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量,Qg1_min为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qg2_min为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,Qgn_min为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量,n为隔膜调...
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