一种污水电解制氢系统及方法与流程

文档序号:37348611发布日期:2024-03-18 18:26阅读:10来源:国知局

本发明涉及制氢设备,具体涉及一种污水电解制氢系统及方法。


背景技术:

1、氢气具有质量轻、能量密度高以及使用对环境无任何污染排放等优点,目前制氢的技术主要是矿物燃料制氢和水电解制氢两类,其中水电解制氢技术是通过电解水进而获得高纯度的氢气。为了保证制氢设备正常运行,对水质有硬性要求,若添加的水质达不到要求,水体中的杂质会依附在电解槽内,影响电解效率,导致制氢效率降低,甚至导致电解槽空烧,致使电解槽完全损坏,给用户带来巨大损失,而污水(生活污水和工业污水)是我们生活中到处可以遇到的,污水问题需要较高的成本来进行处理,现有技术中还未出现利用污水进行电解制氢的技术,有较大的发展空间。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种既可以解决污水处理难题,又能够从处理污水中获得清洁能源进行推广利用,有效降低电解成本,对环境友好,适用范围广的污水电解制氢系统及方法。

2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

3、一种污水电解制氢系统,包括过滤部和电解部,所述过滤部包括第一罐体,所述第一罐体的输入端设有前置滤室,所述前置滤室内设置有若干组孔径从大至小排列的滤网,所述第一罐体内设置有反渗透膜,所述反渗透膜将所述第一罐体内空间间隔为污水腔和净水腔;

4、所述电解部包括第二罐体,所述第二罐体内设有电解液腔,所述电解液腔内设置有电解模块、阴极室和阳极室,所述阴极室和所述阳极室与所述电解模块电性连接,所述第一罐体的输出端通过连接管道与所述第二罐体的输入端连通,所述连接管道内设置有调节阀,以调节所述净水腔内净水流入至所述电解液腔内的流量。

5、作为上述技术方案的进一步改进:

6、所述第一罐体内设置有用于增加所述污水腔内水压的增压水泵。

7、所述第一罐体上开设有与所述污水腔连通的排污口。

8、所述第二罐体外设置有氢气收集器和氧气收集器,所述氢气收集器与所述阴极室连通,用以收集所述阴极室上产生的氢气,所述氧气收集器与所述阳极室连通,用以收集所述阳极室上产生的氧气。

9、所述电解液腔内的电解液为氢氧化钾溶液,且所述氢氧化钾溶液的质量分数为30%。

10、一种上述污水电解制氢系统的电解制氢方法,包括以下步骤:

11、(s1)将污水引入至前置滤室内,通过滤网进行初次过滤;

12、(s2)前置滤室内的污水引入至第一罐体内,并对污水腔内的污水施加压力,通过反渗透膜进行反渗透过滤,在净水腔内得到净水;

13、(s3)净水腔内的净水通过连接管道补充至第二罐体内,保持电解液腔内的电解液浓度;

14、(s4)电解模块对电解液进行电解,在阴极室处产生氢气,在阳极室处产生氧气。

15、与现有技术相比,本发明的优点在于:

16、(1)本发明的污水电解制氢系统包括前置滤室、第一罐体和第二罐体,其中前置滤室内设有滤网,第一罐体内设有反渗透膜,先通过滤网对污水中的固体杂质进行初步过滤,以避免固体杂质粘在反渗透膜上难以清洗,大大减轻反渗透膜的负担,通过反渗透膜进行反渗透过滤,利用压力差使水分子从污水腔进入到净水腔,第二罐体内设有电解模块,随着水电解制氢过程不断进行,电解液腔内的水不断被电解,通过连接管道内的调节阀,调节净水腔内净水流入至电解液腔内的流量,保持住电解液的浓度,有效保证电解制氢效率,既可以解决污水处理难题,获取污水成本低,又能够从处理污水中获得清洁能源进行推广利用,有效降低电解成本,对环境友好,适用范围广。

17、(2)本发明的污水电解制氢方法,先将污水在前置滤室内进行初次过滤,再在第一罐体内进行反渗透过滤,得到的净水补充至第二罐体内,通过调节阀控制流量,避免因水的流动速度大于电解速度导致第二罐体破裂,电解液的浓度保持相对稳定,能够有效保证电解制氢效率。



技术特征:

1.一种污水电解制氢系统,包括过滤部(1)和电解部(2),其特征在于,所述过滤部(1)包括第一罐体(102),所述第一罐体(102)的输入端设有前置滤室(101),所述前置滤室(101)内设置有若干组孔径从大至小排列的滤网(3),所述第一罐体(102)内设置有反渗透膜(4),所述反渗透膜(4)将所述第一罐体(102)内空间间隔为污水腔(103)和净水腔(104);

2.根据权利要求1所述的污水电解制氢系统,其特征在于,所述第一罐体(102)内设置有用于增加所述污水腔(103)内水压的增压水泵。

3.根据权利要求2所述的污水电解制氢系统,其特征在于,所述第一罐体(102)上开设有与所述污水腔(103)连通的排污口(10)。

4.根据权利要求1所述的污水电解制氢系统,其特征在于,所述第二罐体(201)外设置有氢气收集器(11)和氧气收集器(12),所述氢气收集器(11)与所述阴极室(6)连通,用以收集所述阴极室(6)上产生的氢气,所述氧气收集器(12)与所述阳极室(7)连通,用以收集所述阳极室(7)上产生的氧气。

5.根据权利要求4所述的污水电解制氢系统,其特征在于,所述电解液腔(202)内的电解液为氢氧化钾溶液,且所述氢氧化钾溶液的质量分数为30%。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的污水电解制氢系统的电解制氢方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明涉及制氢设备技术领域,公开了一种污水电解制氢系统,包括过滤部和电解部,过滤部包括第一罐体,第一罐体的输入端设有前置滤室,前置滤室内设置有若干组滤网,第一罐体内设置有反渗透膜,反渗透膜将第一罐体内空间间隔为污水腔和净水腔;电解部包括第二罐体,第二罐体内设有电解液腔,电解液腔内设置有电解模块、阴极室和阳极室,第一罐体的输出端通过连接管道与第二罐体的输入端连通,连接管道内设置有调节阀。污水电解制氢方法包括初步过滤、反渗透过滤、补充净水保持电解液浓度以及电解的步骤。本发明既可以解决污水处理难题,又能够从处理污水中获得清洁能源进行推广利用,有效降低电解成本,对环境友好,适用范围广。

技术研发人员:赵紫安,李俊川,曹诚开,刘有斌
受保护的技术使用者:广东魔匣科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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