电解槽电极的原位活化系统及方法与流程

本发明涉及水电解制氢氧，尤其涉及一种电解槽电极的原位活化系统及方法。

背景技术：

1、传统的水电解制氢氧电解槽催化剂在组装电解槽之前经过活化，活化完成后再进行电解槽组装。但是存在以下问题，该流程在于活化后，组装电解槽的过程中，催化剂会与空气接触，催化剂的活性位点会与空气中的氧气或者其他气体接触并发生反应，从而使催化剂活性降低甚至失活。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电解槽电极的原位活化系统及方法，用以解决现有活化流程方法存在催化剂活性降低甚至失活的问题。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供了一种电解槽电极的原位活化系统，包括：

4、活化管路，两端分别连接在电解槽的输出端和输入端；

5、沿所述电解槽的输出端向输入端的走向，在所述活化管路中依次接入有出口温度监测单元、气液分离单元和进口温度监测单元；

6、惰性气体充装管路，与所述气液分离单元连接以能完成系统的惰气置换；

7、进液管路，与所述气液分离单元连接以能向其内部输入活化液；

8、气体出口管路，连接在所述气液分离单元上；

9、排污管路，连接在所述电解槽上；

10、其中，在所述气液分离单元和所述进口温度监测单元之间还接入有泵送单元、换热单元，所述电解槽的内部安装有未经活化处理的催化剂前驱体，所述换热单元能将所述活化管路中的活化液加热至满足预设要求。

11、优选的，其中，所述换热单元的换热管路中设置有流量控制器。

12、优选的，其中，催化剂前驱体采用镍基合金制成。

13、优选的，其中，所述换热单元中的换热媒体采用热水或者热蒸汽以使所述进口温度监测单元维持在预设值。

14、本发明还提供了一种电解槽电极的原位活化方法，根据前述的电解槽电极的原位活化系统执行以下步骤：

15、利用所述惰性气体充装管路对系统进行惰气置换以使系统满足活化要求；

16、通过所述进液管路或所述排污管路向系统内注入活化液，同时开启所述泵送单元以对所述催化剂前驱体进行预设时间的活化处理后生成多孔催化剂；

17、基于完成所述活化处理，关停所述泵送单元；

18、通过所述惰性气体充装管路向系统中吹入惰气以将活化液通过所述排污管路压出。

19、优选的，其中，在所述通过所述惰性气体充装管路向系统中吹入惰气以将活化液通过所述排污管路压出步骤之后还包括：

20、通过所述进液管路或者所述排污管路向系统内注入去离子水；

21、开启所述泵送单元利用所述去离子水对系统清洗预设时间后；

22、通过所述惰性气体充装管路向系统中充入惰气以将系统中残留的去离子水通过所述排污管路压出。

23、优选的，其中，所述利用所述惰性气体充装管路对系统进行惰气置换以使系统满足活化要求包括：

24、关闭所述气体出口管路，并利用所述惰性气体充装管路向系统内吹送惰气；

25、当系统内压力升至第一预设值时，关闭所述惰性气体充装管路，打开所述气体出口管路进行降压；

26、当系统内压力降至第二预设值时，关闭所述气体出口管路，并利用所述惰性气体充装管路再次向系统内吹送惰气；

27、按照预设次数循环执行前述步骤，或者基于系统中的氧气含量低于0.5％，将系统确认为满足活化要求。

28、优选的，其中，基于活化过程中所述换热单元使得所述进口温度监测单元维持在80℃，活化处理的所述预设时间为24小时。

29、优选的，其中，所述第一预设值为1兆帕。

30、优选的，其中，所述第二预设值为0.1兆帕。

31、本发明至少具有以下特点及优点：

32、本发明活化过程的关键在于电极不和空气接触，以免使催化剂活性降低甚至失活，保护电极表面不受影响，使电极活性更好地发挥出来，从而能提高电解槽性能，降低能耗。

技术特征：

1.一种电解槽电极的原位活化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解槽电极的原位活化系统，其特征在于，所述换热单元的换热管路中设置有流量控制器。

3.根据权利要求2所述的电解槽电极的原位活化系统，其特征在于，催化剂前驱体采用镍基合金制成。

4.根据权利要求3所述的电解槽电极的原位活化系统，其特征在于，所述换热单元中的换热媒体采用热水或者热蒸汽以使所述进口温度监测单元维持在预设值。

5.一种电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，根据权利要求1至4中任一项所述的电解槽电极的原位活化系统执行以下步骤：

6.根据权利要求5所述的电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，在所述通过所述惰性气体充装管路向系统中吹入惰气以将活化液通过所述排污管路压出步骤之后还包括：

7.根据权利要求6所述的电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，所述利用所述惰性气体充装管路对系统进行惰气置换以使系统满足活化要求包括：

8.根据权利要求7所述的电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，所述第一预设值为1兆帕。

10.根据权利要求9所述的电解槽电极的原位活化方法，其特征在于，所述第二预设值为0.1兆帕。

技术总结
本发明公开了一种电解槽电极的原位活化系统及方法，其中系统包括：活化管路，两端分别连接在电解槽的输出端和输入端；沿所述电解槽的输出端向输入端的走向，在所述活化管路中依次接入有出口温度监测单元、气液分离单元和进口温度监测单元；惰性气体充装管路，与所述气液分离单元连接以能完成系统的惰气置换；进液管路，与所述气液分离单元连接以能向其内部输入活化液；气体出口管路，连接在所述气液分离单元上；排污管路，连接在所述电解槽上；其中，在所述气液分离单元和所述进口温度监测单元之间还接入有泵送单元、换热单元，电解槽的内部安装有未经活化处理的催化剂前驱体，所述换热单元能将所述活化管路中的活化液加热至满足预设要求。

技术研发人员：王杰鹏,李黎明,丁睿,李朋喜,李非凡,李闯,常静华,张世渊,宋时莉,赵燕晓
受保护的技术使用者：中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14