本技術涉及水電解制氫，具體而言，涉及一種氣體制備系統。

背景技術：

1、pem(proton?exchange?membrane，質子交換膜)純水電解制氫系統中，電解產生的氧氣和純水的混合物能夠從電解槽出來。電解槽在寒冷環境下停機后，容易結冰而導致質子交換膜損壞，相關技術中，有向電解槽內通入吹掃氣體，以改善電解槽的結冰情況的，但是，吹掃氣體的利用率較低，造成浪費。

技術實現思路

1、本實用新型旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。為此，本實用新型提出一種氣體制備系統，能夠提升吹掃氣體的利用率。

2、根據本實用新型實施例的氣體制備系統包括：電解槽、吹掃氣儲罐、吹掃進氣管路、加熱裝置和吹掃出氣管路，所述電解槽具有槽體吹掃進口和槽體吹掃出口，所述吹掃氣儲罐用于儲存吹掃氣體，所述吹掃氣儲罐具有吹掃氣進口和吹掃氣出口，所述吹掃進氣管路連接在所述吹掃氣出口與所述槽體吹掃進口之間，所述加熱裝置設置在所述吹掃進氣管路中以用于加熱吹掃氣體，所述吹掃出氣管路連接在所述槽體吹掃出口與所述吹掃氣進口之間。

3、根據本實用新型實施例的氣體制備系統，通過向電解槽內通入加熱后的吹掃氣體，可以改善電解槽的結冰情況，并且電解槽、吹掃氣儲罐和加熱裝置處于同一個循環回路中，能夠對吹掃氣體進行回收利用，從而提升吹掃氣體的利用率。

4、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括控制裝置，所述加熱裝置與所述控制裝置電連接，所述控制裝置至少用于控制所述加熱裝置的啟動和停止。

5、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括槽內測溫元件，所述槽內測溫元件用于檢測所述電解槽內部的溫度且與所述控制裝置電連接，所述控制裝置適于在所述槽內測溫元件檢測的溫度達到第一溫度閾值時控制所述加熱裝置停止對吹掃氣體的加熱。

6、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括環境測溫元件，所述環境測溫元件用于檢測所述電解槽外部的環境溫度且與所述控制裝置電連接，所述控制裝置適于在所述環境測溫元件檢測的溫度低于第二溫度閾值時控制所述電解槽排水。

7、根據本實用新型的一些實施例，所述槽體吹掃出口連接有排水管路，所述排水管路上設有排水閥，所述控制裝置適于在所述環境測溫元件檢測的溫度低于第二溫度閾值時控制所述排水閥打開，所述控制裝置還用于控制所述排水閥關閉。

8、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括吸附干燥裝置，所述吸附干燥裝置設置在所述吹掃出氣管路中。

9、根據本實用新型的一些實施例，所述吸附干燥裝置具有吸附進口和吸附出口，所述吸附進口與所述槽體吹掃出口之間設有第一吸附閥門，和/或，所述吸附出口與所述吹掃氣進口之間設有第二吸附閥門。

10、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括壓縮機，所述加熱裝置具有加熱進口，所述吹掃進氣管路包括第一管路段，所述第一管路段連接在所述吹掃氣出口與所述加熱進口之間，所述壓縮機設置在所述第一管路段中且與所述控制裝置電連接。

11、根據本實用新型的一些實施例，所述第一管路段上設有第一管路第一閥門和第一管路第二閥門，所述第一管路第一閥門設置在所述壓縮機與所述吹掃氣出口之間，所述第一管路第二閥門設置在所述壓縮機與所述加熱進口之間，所述第一管路第一閥門和所述第一管路第二閥門均與所述控制裝置電連接。

12、根據本實用新型的一些實施例，所述加熱裝置具有加熱出口，所述吹掃進氣管路包括第二管路段，所述第二管路段連接在所述加熱出口與所述槽體吹掃進口之間，所述第二管路段上設有第二管路閥門。

13、根據本實用新型的一些實施例，所述第二管路段包括主路段、第一支路和第二支路，所述主路段與所述加熱出口相連接，所述第一支路的一端和所述第二支路的一端均與所述主路段相連接，所述第一支路的另一端和所述第二支路的另一端均與所述槽體吹掃進口相連接，所述第二支路上設有冷卻裝置。

14、根據本實用新型的一些實施例，所述第二支路上還設有過濾裝置。

15、根據本實用新型的一些實施例，所述電解槽具有第一出口和第二出口，所述第一出口和所述第二出口的其中一個為氧氣出口，另一個為氫氣出口，所述氣體制備系統還包括：氣液分離裝置和水循環管路，所述氣液分離裝置具有分離裝置進口、氣體分離出口和水分離出口，所述分離裝置進口與所述第一出口相連通，所述氣液分離裝置用于將從所述第一出口注入所述氣液分離裝置的氣液混合物分離為經所述氣體分離出口排出的氣體和經所述水分離出口排出的水；所述水循環管路連接在所述水分離出口與所述加熱裝置的加熱進口之間，所述水循環管路上設有控制所述水循環管路通斷的循環閥門。

16、根據本實用新型的一些實施例，所述氣體制備系統還包括循環泵，所述循環泵設置在所述水循環管路中且用于提供所述水循環管路中水流動的動力。

17、根據本實用新型的一些實施例，所述加熱裝置還具有補水進口。

18、本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

技術特征：

1.一種氣體制備系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括控制裝置(53)，所述加熱裝置(4)與所述控制裝置(53)電連接，所述控制裝置(53)至少用于控制所述加熱裝置(4)的啟動和停止。

3.根據權利要求2所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括槽內測溫元件(54)，所述槽內測溫元件(54)用于檢測所述電解槽(1)內部的溫度且與所述控制裝置(53)電連接，所述控制裝置(53)適于在所述槽內測溫元件(54)檢測的溫度達到第一溫度閾值時控制所述加熱裝置(4)停止對吹掃氣體的加熱。

4.根據權利要求2所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括環境測溫元件(55)，所述環境測溫元件(55)用于檢測所述電解槽(1)外部的環境溫度且與所述控制裝置(53)電連接，所述控制裝置(53)適于在所述環境測溫元件(55)檢測的溫度低于第二溫度閾值時控制所述電解槽(1)排水。

5.根據權利要求4所述的氣體制備系統，其特征在于，所述槽體吹掃出口(14)連接有排水管路(15)，所述排水管路(15)上設有排水閥(151)，所述控制裝置(53)適于在所述環境測溫元件(55)檢測的溫度低于第二溫度閾值時控制所述排水閥(151)打開，所述控制裝置(53)還用于控制所述排水閥(151)關閉。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括吸附干燥裝置(7)，所述吸附干燥裝置(7)設置在所述吹掃出氣管路(62)中。

7.根據權利要求6所述的氣體制備系統，其特征在于，所述吸附干燥裝置(7)具有吸附進口(71)和吸附出口(72)，所述吸附進口(71)與所述槽體吹掃出口(14)之間設有第一吸附閥門(621)，和/或，所述吸附出口(72)與所述吹掃氣進口(81)之間設有第二吸附閥門(622)。

8.根據權利要求2-5中任一項所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括壓縮機(9)，所述加熱裝置(4)具有加熱進口(41)，所述吹掃進氣管路(61)包括第一管路段(611)，所述第一管路段(611)連接在所述吹掃氣出口(82)與所述加熱進口(41)之間，所述壓縮機(9)設置在所述第一管路段(611)中且與所述控制裝置(53)電連接。

9.根據權利要求8所述的氣體制備系統，其特征在于，所述第一管路段(611)上設有第一管路第一閥門(6111)和第一管路第二閥門(6112)，所述第一管路第一閥門(6111)設置在所述壓縮機(9)與所述吹掃氣出口(82)之間，所述第一管路第二閥門(6112)設置在所述壓縮機(9)與所述加熱進口(41)之間，所述第一管路第一閥門(6111)和所述第一管路第二閥門(6112)均與所述控制裝置(53)電連接。

10.根據權利要求1-5中任一項所述的氣體制備系統，其特征在于，所述加熱裝置(4)具有加熱出口(42)，所述吹掃進氣管路(61)包括第二管路段(612)，所述第二管路段(612)連接在所述加熱出口(42)與所述槽體吹掃進口(13)之間，所述第二管路段(612)上設有第二管路閥門(6124)。

11.根據權利要求10所述的氣體制備系統，其特征在于，所述第二管路段(612)包括主路段(6123)、第一支路(6121)和第二支路(6122)，所述主路段(6123)與所述加熱出口(42)相連接，所述第一支路(6121)的一端和所述第二支路(6122)的一端均與所述主路段(6123)相連接，所述第一支路(6121)的另一端和所述第二支路(6122)的另一端均與所述槽體吹掃進口(13)相連接，所述第二支路(6122)上設有冷卻裝置(51)。

12.根據權利要求11所述的氣體制備系統，其特征在于，所述第二支路(6122)上還設有過濾裝置(52)。

13.根據權利要求1-5中任一項所述的氣體制備系統，其特征在于，所述電解槽(1)具有第一出口(11)和第二出口(12)，所述第一出口(11)和所述第二出口(12)的其中一個為氧氣出口，另一個為氫氣出口，所述氣體制備系統還包括：

14.根據權利要求13所述的氣體制備系統，其特征在于，所述氣體制備系統還包括循環泵(3)，所述循環泵(3)設置在所述水循環管路(63)中且用于提供所述水循環管路(63)中水流動的動力。

技術總結
本技術公開了一種氣體制備系統。該氣體制備系統包括電解槽、吹掃氣儲罐、吹掃進氣管路、加熱裝置和吹掃出氣管路，電解槽具有槽體吹掃進口和槽體吹掃出口，吹掃氣儲罐用于儲存吹掃氣體，吹掃氣儲罐具有吹掃氣進口和吹掃氣出口，吹掃進氣管路連接在吹掃氣出口與槽體吹掃進口之間，加熱裝置設置在吹掃進氣管路中以用于加熱吹掃氣體，吹掃出氣管路連接在槽體吹掃出口與吹掃氣進口之間。根據本技術的氣體制備系統，通過向電解槽內通入加熱后的吹掃氣體，可以改善電解槽的結冰情況，并且電解槽、吹掃氣儲罐和加熱裝置處于同一個循環回路中，能夠對吹掃氣體進行回收利用，從而提升吹掃氣體的利用率。

技術研發人員：陳明星,任九金,鄧成
受保護的技術使用者：陽光氫能科技有限公司
技術研發日：20240628
技術公布日：2025/4/28