一种电解槽制氢用的加热器、电解装置和电解系统的制作方法

本发明实施例涉及电解，尤其涉及一种电解槽制氢用的加热器、电解装置和电解系统。

背景技术：

1、在能源转型中，氢能具绿色与高效的特点，在目前的各种制氢技术中，电解水制氢因其产品纯度高、技术成熟、可实现大规模分布式利用、容易与可再生能源耦合等特点，成为未来氢能产业发展的战略方向。

2、目前电解水制氢中使用最为普遍的为碱液电解槽，电解液的电导率在一定范围内随着温度的升高而增加，随温度降低而下降。电解槽停车后，电解液因自然散热而温度降低，导致电导率下降，重新启动时电解液的升温较慢，无法快速提升负荷。

3、针对这一问题现有技术中，通过在电解系统中增设加热旁路，利用加热旁路对电解液升温，但加热旁路需要对原有的电解系统进行复杂的管路改造，这显然也增加了运行及改造成本，不利于实现降本增效的目标。

技术实现思路

1、本发明提供一种电解槽制氢用的加热器、电解装置和电解系统，优化了电解槽冷启动的电解液加热过程，降低应用功耗，同时加热器相当于串联在电解槽的通路系统中，也降低管道布局的复杂性，实现现场安装快插快换，便于前期的布置、后期加热器的维护更换，降低了布局成本。

2、第一方面，本发明实施例提供一种电解槽制氢用的加热器，包括：加热器本体、开关模块、进液管道和出液管道；其中，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元；

3、所述加热器本体上设置出液端和进液端，所述第一开关单元的第一端、所述出液端和所述出液管道的第一端形成三通连接；

4、所述第一开关单元的第二端、所述第二开关单元的第一端和所述进液管道的第一端形成三通连接；所述第二开关单元的第二端与所述进液端连接。

5、可选的，所述的电解槽制氢用的加热器，还包括：控制单元和第一温度传感器；所述加热器本体上设置第一温度传感器；所述控制单元与所述第一温度传感器连接，所述控制单元用于根据所述第一温度传感器的温度数据对加热器的加热功率进行调控。

6、可选的，所述的电解槽制氢用的加热器，还包括第二温度传感器；所述出液管道的另一端与电解槽的输入端之间的管道上设置所述第二温度传感器；所述第二温度传感器用于检测进入所述电解槽的电解液温度。

7、可选的，所述的电解槽制氢用的加热器，还包括液位流量传感单元，所述液位流量传感单元设置在所述进液管道的第一端与所述第二开关单元的第一端之间；所述液位流量传感单元用于检测所述加热器本体的进液端的液位以及流量传感参数。

8、可选的，所述开关模块还包括第三开关单元；

9、所述第一开关单元的第二端、所述第二开关单元的第一端和所述第三开关单元的第一端形成三通连接，所述第三开关单元的第二端与所述进液管道连接。

10、可选的，所述开关模块为三通阀门。

11、第二方面，本发明实施例提供一种电解装置，包括本发明任意实施例所述的电解槽制氢用的加热器、一个或多个电解槽、第一分离器、第二分离器、输出管线和返回管线；

12、所述进液管道的第二端与所述输出管线连接；所述输出管线用于导流电解液，所述出液管道的第二端与所述电解槽的输入端连接；所述电解槽的第一输出端与所述第一分离器连接，所述电解槽的第二输出端与所述第二分离器连接，所述第一分离器和所述第二分离器的输出端均与所述返回管线连接。

13、本发明实施例还提供一种电解装置，包括本发明任意实施例所述的电解槽制氢用的加热器、一个或多个电解槽、第一分离器、第二分离器、输出管线和返回管线；

14、所述进液管道的第二端与所述输出管线连接；所述输出管线用于导流电解液，所述出液管道的第二端与所述返回管线连接；所述电解槽的第一输出端与所述第一分离器连接，所述电解槽的第二输出端与所述第二分离器连接，所述第一分离器和所述第二分离器的输出端均与所述返回管线连接。

15、可选的，所述第一分离器为氧气分离器，所述第二分离器为氢气分离器。

16、第三方面，本发明实施例还提供一种电解系统，包括本发明任意实施例所述的电解装置。

17、本发明实施例提供的技术方案，通过第一开关单元的第一端、出液端和出液管道的第一端形成三通连接；第一开关单元的第二端、第二开关单元的第一端和进液管道的第一端形成三通连接；第二开关单元的第二端与进液端连接，因此通过改变第一开关单元和第二开关单元的导通截止状态，实现大、小循环通路的切换，可以优化电解槽冷启动的电解液加热过程，降低应用功耗，同时加热器相当于串联在电解槽的通路系统中，也降低管道布局的复杂性，实现现场安装快插快换，便于前期的布置、后期加热器的维护更换，降低了布局成本。

技术特征：

1.一种电解槽制氢用的加热器，其特征在于，包括：加热器本体、开关模块、进液管道和出液管道；其中，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元；

2.根据权利要求1所述的电解槽制氢用的加热器，其特征在于，还包括：控制单元和第一温度传感器；所述加热器本体上设置第一温度传感器；所述控制单元与所述第一温度传感器连接，所述控制单元用于根据所述第一温度传感器的温度数据对加热器的加热功率进行调控。

3.根据权利要求2所述的电解槽制氢用的加热器，其特征在于，还包括第二温度传感器；所述出液管道的另一端与电解槽的输入端之间的管道上设置所述第二温度传感器；所述第二温度传感器用于检测进入所述电解槽的电解液温度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电解槽制氢用的加热器，其特征在于，还包括液位流量传感单元，所述液位流量传感单元设置在所述进液管道的第一端与所述第二开关单元的第一端之间；所述液位流量传感单元用于检测所述加热器本体的进液端的液位以及流量传感参数。

5.根据权利要求1所述的电解槽制氢用的加热器，其特征在于，所述开关模块还包括第三开关单元；

6.根据权利要求4所述的电解槽制氢用的加热器，其特征在于，所述开关模块为三通阀门。

7.一种电解装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的电解槽制氢用的加热器、一个或多个电解槽、第一分离器、第二分离器、输出管线和返回管线；

8.一种电解装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的电解槽制氢用的加热器、一个或多个电解槽、第一分离器、第二分离器、输出管线和返回管线；

9.根据权利要求8所述的电解装置，其特征在于，所述第一分离器为氧气分离器，所述第二分离器为氢气分离器。

10.一种电解系统，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的电解装置。

技术总结
本发明提供一种电解槽制氢用的加热器、电解装置和电解系统，其中，加热器包括：加热器本体、开关模块、进液管道和出液管道；所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元；所述加热器本体上设置出液端和进液端，所述第一开关单元的第一端、所述出液端和所述出液管道的第一端形成三通连接；所述第一开关单元的第二端、所述第二开关单元的第一端和所述进液管道的第一端形成三通连接；所述第二开关单元的第二端与所述进液端连接。本发明提供的技术方案优化了电解槽冷启动的电解液加热过程，降低应用功耗，也降低管道布局的复杂性，实现现场安装快插快换，便于前期的布置、后期加热器的维护更换，降低了布局成本。

技术研发人员：彭德全,杜建国
受保护的技术使用者：上海韦占科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16