本發(fā)明涉及電解水制氫，具體涉及一種新型電解水制氫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、在電解槽制氫系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，如現(xiàn)有技術(shù)申請?zhí)枺篶n202111291730.8，其電解槽電解后產(chǎn)生的氫氣堿液混合液和氧氣堿液混合液，分別進入各自的氫氣分離器和氧氣分離器。隨后，混合液經(jīng)氫氣洗滌塔和氧氣洗滌塔進行洗滌，在此過程中進行補水除堿以及降溫處理。經(jīng)過洗滌后的液體（含堿溶液）會再次進入氫氣分離器和氧氣分離器，分離出來的氫氣和氧氣又各自進入氫氣冷卻器和氧氣冷卻器。冷卻后的凝液依舊各自進入氫氣分離器和氧氣分離器，最終，冷卻后的氫氣和氧氣，合格的進入各自的氫氣純化裝置和氧氣純化裝置，而不合格的氫氣和氧氣則均被放空處理。
2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在著明顯的缺陷。首先，在設(shè)備配置方面，需要設(shè)置大型的堿液分離器和氫氣/氧氣洗滌塔。之所以要設(shè)置這些大型設(shè)備，是因為在分離和處理過程中，要實現(xiàn)對混合液的有效分離以及對氣體的充分洗滌、除堿和降溫等操作。但這帶來的后果是設(shè)備投資大幅增加，同時也占據(jù)了較大的空間，導致占地面積大，并且分離流程相對復(fù)雜，增加了操作和管理的難度。
3、其次，在分離方式上，現(xiàn)有技術(shù)采用氣液分離器進行分離，僅僅依靠重力沉降作用來實現(xiàn)氣液分離，之后再進行洗滌。這種分離方式的局限性在于無法對產(chǎn)出氣體的溫度和分離的液體溫度進行精確控制。其原因在于重力沉降分離方式本身的原理限制，它主要是利用氣液密度差實現(xiàn)分離，難以對溫度這一因素進行精準調(diào)控。而對于后級氣體用戶而言，這種溫度控制不精確的情況不夠友好。因為氣體溫度不穩(wěn)定可能會影響到后級設(shè)備的正常運行，甚至可能降低氣體的使用效果和安全性。
4、鑒于以上，有必要提出一種新型電解水制氫系統(tǒng)來解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種更為高效、經(jīng)濟且便于對產(chǎn)出氣體溫度控制的電解槽氣體分離和處理方案，以彌補在設(shè)備投資、占地面積、分離流程以及溫度控制等方面存在諸多弊端。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
3、一種新型電解水制氫系統(tǒng)，包括電解槽，所述制氫系統(tǒng)在電解槽設(shè)備的下游設(shè)有一個或多個對氣液混合物料冷卻分離的物料冷卻器，所述物料冷卻器包括熱源進口端、氣體出口端、液體出口端，所述液體出口端連接至對應(yīng)的液體收集罐，所述氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，液體收集罐內(nèi)經(jīng)冷卻的液體物料輸送至電解槽循環(huán)使用。
4、進一步的，所述電解槽的下游工藝路線包括氫氣處理路線和氧氣處理路線，氫氣處理路線和氧氣處理路線上分別設(shè)有液體初級收集罐，兩個下游工藝路線的液體初級收集罐底部出口端匯流連接至二級收集罐，所述二級收集罐出口端通過循環(huán)泵與電解槽堿液進口連接。
5、進一步的，所述氫氣處理路線和/或氧氣處理路線上的物料冷卻器依次包括一級冷卻器、二級冷卻器，所述一級冷卻器的氣體出口端連接至二級冷卻器的熱源進口端，所述二級冷卻器的氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，所述一級冷卻器、二級冷卻器的液體出口端并聯(lián)設(shè)置連接在液體收集罐上。
6、進一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中的多個液體出口端匯流連接在同一個液體初級收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的兩個液體初級收集罐匯流連接在二級收集罐。
7、進一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中各物料冷卻器分別設(shè)置對應(yīng)的液體初級收集罐，各液體初級收集罐的出口端匯流連接至二級收集罐。
8、進一步的，在氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級收集罐之間設(shè)置有底部連通管。
9、進一步的，所述一級冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水冷卻，所述二級冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水。
10、進一步的，所述一級冷卻器的氣體出口溫度為60±5℃；二級冷卻器采用循環(huán)水冷卻時氣體出口溫度為40±5℃，二級冷卻器采用冷凍水冷卻時氣體出口溫度為15±5℃。
11、進一步的，所述液體初級收集罐的底部出口管上分別設(shè)有控溫調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、壓力傳感器；亦可在此基礎(chǔ)上設(shè)置氧中氫分析儀或氫中氧分析儀；所述液體初級收集罐上分別設(shè)有第一溫度傳感器、壓力傳感器，進入二級收集罐的管線上設(shè)有第二溫度傳感器、壓力傳感器，根據(jù)第二溫度傳感器的溫度反饋數(shù)據(jù)作為各控溫調(diào)節(jié)閥的開度配比依據(jù)。
12、進一步的，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線的末端均設(shè)有放空管，兩個路線的放空管間距不小于10m（按照國家標準規(guī)范設(shè)計）。
13、本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：
14、1、所有冷卻器使用的冷卻介質(zhì)均可采用循環(huán)冷卻水或冷凍水，如對氫氣出口溫度有更低要求（15℃），則根據(jù)系統(tǒng)需要在二次冷卻器處采用冷凍水，通過對氣液混合物料的冷卻，可以對物料溫度根據(jù)需要控制；避免了現(xiàn)有技術(shù)中僅僅通過重力分離的弊端。
15、2、取消了大型的堿液分離器，減少了設(shè)備投資和占地面積，簡化了分離流程；取消了氫氣/氧氣洗滌塔，減少了設(shè)備投資和占地面積；如此不僅節(jié)約的設(shè)備的占地使用面積，而且相比于洗滌塔等設(shè)備的成本也大幅降低。
16、3、可以根據(jù)電解槽設(shè)備運行的需要調(diào)控進入電解槽內(nèi)堿液的溫度，從而可以使電解槽內(nèi)的電解效率得到有效的保證。
1.一種新型電解水制氫系統(tǒng)，包括電解槽，其特征在于，所述制氫系統(tǒng)在電解槽設(shè)備的下游設(shè)有一個或多個對氣液混合物料冷卻分離的物料冷卻器，所述物料冷卻器包括熱源進口端、氣體出口端、液體出口端，所述液體出口端連接至對應(yīng)的液體收集罐，所述氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，液體收集罐內(nèi)經(jīng)冷卻的液體物料輸送至電解槽循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽的下游工藝路線包括氫氣處理路線和氧氣處理路線，氫氣處理路線和氧氣處理路線上分別設(shè)有液體初級收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級收集罐底部出口端匯流連接至二級收集罐，所述二級收集罐出口端通過循環(huán)泵與電解槽堿液進口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和/或氧氣處理路線上的物料冷卻器依次包括一級冷卻器、二級冷卻器，所述一級冷卻器的氣體出口端連接至二級冷卻器的熱源進口端，所述二級冷卻器的氣體出口端連接至下游氣體處理設(shè)備或用戶端，所述一級冷卻器、二級冷卻器的液體出口端并聯(lián)設(shè)置連接在液體收集罐上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中的多個液體出口端匯流連接在同一個液體初級收集罐，氫氣處理路線和氧氣處理路線的兩個液體初級收集罐匯流連接在二級收集罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線中各物料冷卻器分別設(shè)置對應(yīng)的液體初級收集罐，各液體初級收集罐的出口端匯流連接至二級收集罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，在氫氣處理路線和氧氣處理路線的液體初級收集罐之間設(shè)置有底部連通管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水冷卻，所述二級冷卻器的冷卻介質(zhì)為循環(huán)水或冷凍水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻器的氣體出口溫度為60±5℃；二級冷卻器采用循環(huán)水冷卻時氣體出口溫度為40±5℃，二級冷卻器采用冷凍水冷卻時氣體出口溫度為15±5℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述液體初級收集罐的底部出口管上分別設(shè)有控溫調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、壓力傳感器、氧中氫分析儀或氫中氧分析儀；所述液體初級收集罐上分別設(shè)有第一溫度傳感器、壓力傳感器，進入二級收集罐的管線上設(shè)有第二溫度傳感器、壓力傳感器，根據(jù)第二溫度傳感器的溫度反饋數(shù)據(jù)作為各控溫調(diào)節(jié)閥的開度配比依據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電解水制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣處理路線和氧氣處理路線的末端均設(shè)有放空管，兩個路線的放空管間距不小于10m。