一种碱性电解水装置的安全运行方法与流程

1.本发明属于电解水制氢技术领域，涉及一种碱性电解水装置的安全运行方法。


背景技术：

2.碱性电解水装置是一种以水和电为原料产生氢气和氧气的装置，一般在89-90℃运行，具有绿色环保无污染的特点，结合新能源发电技术可以实现整个产氢过程没有碳排放，具有广阔的发展前景。
3.目前，氢气作为一种绿色能源将会得到大力的发展，通过电解水制取氢气是最绿色环保的过程，并且已经有很多示范运行装置，甚至工业运行装置。比如，宁夏宝丰能源集团股份有限公司已经运行了10台1000nm3/h的碱性电解水装置，但是氢气属于危险化学品，分子量小，极易逃逸，电解水制氢装置的安全稳定运行是新能源电解水制氢发展的关键。目前对碱性电解水安全运行的方法尚无相关的论述与著作，因此，如何保证大型碱性电解水装置安全稳定高效的运行成为该项技术进一步发展亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种碱性电解水装置的安全运行方法，该方法能够保证碱性电解水装置安全稳定高效的运行。
5.为达到上述目的，本发明所述的碱性电解水装置的安全运行方法包括以下步骤：
6.1)向碱性电解水装置内通入高压气体，待碱性电解水装置内的压力达到第一预设值时，则关闭碱性电解水装置进气口及出气口处的阀门，再进行静置；
7.2)将碱性溶液通入碱性电解水装置内，待碱性电解水装置内部压力达到第二预设值时，则关闭碱性电解水装置进液口及出液口处的阀门；
8.3)将直流电源与碱性电解水装置的正负极相连接，其中，碱性电解水装置输出的氢气进入到氢气分离器中，碱性电解水装置输出的氧气进入到氧气分离器中，当氢气分离器中的液位与氧气分离器中的液位差大于等于预设液位差时，则断开直流电源，再向碱性电解水装置中通入惰性保护气体。
9.所述高压气体为氮气、二氧化碳、氧气或氢气。
10.所述第一预设值及第二预设值的取值范围为0.2～70mpa。
11.所述第一预设值及第二预设值的取值范围为0.2～70mpa。
12.所述碱性溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。
13.静置时间为1-24h。
14.所述惰性保护气体为氮气、二氧化碳、氦气或氩气。
15.本发明具有以下有益效果：
16.本发明所述的碱性电解水装置安全运行方法在具体操作时，通入高压气体，使得碱性电解水装置内保持预设压力，以防止氢气和氧气泄露，另外，将碱性溶液通入到碱性电解水装置内部，使得碱性电解水装置保持预设压力，进一步防止氢气、氧气及电解液的泄
露，当氢气分离器的液位与氧气分离器的液位差大于等于预设液位差时，则断开直流电源，同时通入惰性气体，有效防止电解槽内部氢气与氧气的互窜，从而有效保证碱性电解水装置的安全稳定高效运行。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
18.本发明所述的碱性电解水装置的安全运行方法包括以下步骤：
19.1)向碱性电解水装置内通入高压气体，待碱性电解水装置内的压力达到第一预设值时，则关闭碱性电解水装置进气口及出气口处的阀门，再进行静置；
20.2)将碱性溶液通入碱性电解水装置内，待碱性电解水装置内部压力达到第二预设值时，则关闭碱性电解水装置进液口及出液口处的阀门；
21.3)将直流电源与碱性电解水装置的正负极相连接，其中，碱性电解水装置输出的氢气进入到氢气分离器中，碱性电解水装置输出的氧气进入到氧气分离器中，当氢气分离器中的液位与氧气分离器中的液位差大于等于预设液位差时，则断开直流电源，再向碱性电解水装置中通入惰性保护气体。
22.所述高压气体为氮气、二氧化碳、氧气或氢气；
23.所述第一预设值及第二预设值的取值范围为0.2～70mpa。
24.所述碱性溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液；
25.静置时间为1-24h。
26.所述惰性保护气体为氮气、二氧化碳、氦气或氩气。
27.实施例一
28.本发明所述的碱性电解水装置的安全运行方法包括以下步骤：
29.1)向碱性电解水装置内通入高压气体，待碱性电解水装置内的压力达到第一预设值时，则关闭碱性电解水装置进气口及出气口处的阀门，再进行静置；
30.2)将碱性溶液通入碱性电解水装置内，待碱性电解水装置内部压力达到第二预设值时，则关闭碱性电解水装置进液口及出液口处的阀门；
31.3)将直流电源与碱性电解水装置的正负极相连接，其中，碱性电解水装置输出的氢气进入到氢气分离器中，碱性电解水装置输出的氧气进入到氧气分离器中，当氢气分离器中的液位与氧气分离器中的液位差大于等于预设液位差时，则断开直流电源，再向碱性电解水装置中通入惰性保护气体。
32.所述高压气体为氮气。
33.所述第一预设值及第二预设值的取值均为3mpa。
34.所述碱性溶液为氢氧化钾溶液。
35.静置时间为4h。
36.所述惰性保护气体为氮气。
37.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。


技术特征：
1.一种碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向碱性电解水装置内通入高压气体，待碱性电解水装置内的压力达到第一预设值时，则关闭碱性电解水装置进气口及出气口处的阀门，再进行静置；2)将碱性溶液通入碱性电解水装置内，待碱性电解水装置内部压力达到第二预设值时，则关闭碱性电解水装置进液口及出液口处的阀门；3)将直流电源与碱性电解水装置的正负极相连接，其中，碱性电解水装置输出的氢气进入到氢气分离器中，碱性电解水装置输出的氧气进入到氧气分离器中，当氢气分离器中的液位与氧气分离器中的液位差大于等于预设液位差时，则断开直流电源，再向碱性电解水装置中通入惰性保护气体。2.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述高压气体为氮气、二氧化碳、氧气或氢气。3.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述第一预设值的取值范围为0.2～70mpa。4.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述第二预设值的取值范围为0.2～70mpa。5.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液。6.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。7.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，静置时间为1-24h。8.根据权利要求1所述的碱性电解水装置的安全运行方法，其特征在于，所述惰性保护气体为氮气、二氧化碳、氦气或氩气。

技术总结
本发明公开了一种碱性电解水装置的安全运行方法，包括以下步骤：1)向碱性电解水装置内通入高压气体，待碱性电解水装置内的压力达到第一预设值时，则关闭碱性电解水装置进气口及出气口处的阀门，再进行静置；2)将碱性溶液通入碱性电解水装置内，待碱性电解水装置内部压力达到第二预设值时，则关闭碱性电解水装置进液口及出液口处的阀门；3)将直流电源与碱性电解水装置的正负极相连接，其中，碱性电解水装置输出的氢气进入到氢气分离器中，碱性电解水装置输出的氧气进入到氧气分离器中，该方法能够保证碱性电解水装置安全稳定高效的运行。能够保证碱性电解水装置安全稳定高效的运行。


技术研发人员：王鹏杰 王金意 任志博 张畅 余智勇 王韬 王凡 刘丽萍 郭海礁 巩玉栋 吴展 潘龙 徐显明
受保护的技术使用者：四川华能氢能科技有限公司 华能集团技术创新中心有限公司 四川华能太平驿水电有限责任公司 四川华能宝兴河水电有限责任公司 四川华能嘉陵江水电有限责任公司 四川华能东西关水电股份有限公司 四川华能康定水电有限责任公司 四川华能涪江水电有限责任公司 华能明台电力有限责任公司
技术研发日：2022.08.15
技术公布日：2022/11/2