專利名稱：一種小型電解水制氫供氫裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型電解水制氫供氫裝置，主要用于為燃料電池備用電源、 氫發(fā)動機試驗臺及工業(yè)用氫裝置直接提供氫源，主要包括膜電解制氫設備、升壓設備和氫氣儲存設備。
背景技術：
電解水制取氫氣的技術是各種制氫技術中比較簡單、方便、成熟的一種技術，而且氫氣作為二次能源，具有燃燒值高、清潔高效等優(yōu)點，已經成為21世紀重要的能源來源，燃料電池備用電源、氫發(fā)動機試驗臺等氫能應用裝置的應用也越來越廣泛，但是在實際應用中，瓶裝氫氣或管道氫氣的配送存在很多限制條件，如果裝制氫氣的制取、升壓和儲存有機地結合在一起，將是一種比較理想的氫能源供給實用裝置。經查詢，發(fā)現有如下三項專利與本實用新型有關聯(1)河北省秦皇島市的張學明、張樹誠申請的實用新型專利“電解水制氫氧裝置”(專利號96209207. X)，是一種可提高電解水氫氣品質和提高電解氫氣效率的新型電解槽的結構，只涉及電解部分的裝置，不涉及氫氣的升壓及儲存部分。(2)遼寧省鞍山市的范增勛、鄭德學、邊奎芳、王衛(wèi)剛申請的實用新型專利“電解水制氫裝置”(專利號200820218961.X)，是一種電解水系統的能量回收裝置，更側重于降低電解時的電能，不涉及其他內容。(3)清華大學的劉志祥、王誠、毛宗強申請的發(fā)明專利“太陽能電池電解水制氫系統”(申請?zhí)?00810105143. 3)，是一套針對太陽能電池發(fā)電提供電能的電解水制氫系統， 能夠適應太陽能電池的電量不穩(wěn)的情況，該發(fā)明專利只涉及電解水制氫部分的裝置，不涉及氫氣的升壓和儲存部分。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種將膜電解制氫設備與升壓設備和儲存設備有機地結合在一起的集成裝置，膜電解設備制備出來的氫氣和氧氣通過壓縮機壓縮到35MPa，分別儲存在耐高壓的碳纖維氣瓶內，可直接為燃料電池備用電源、氫發(fā)動機試驗臺及工業(yè)用氫裝置等提供氫源。本實用新型的膜電解制氫設備不同于傳統地堿式電解設備，不需要氫氧分離設備，也不需要氫氣純化設備，從而大大簡化了系統的復雜性和體積。本實用新型中的升壓設備可直接壓縮含有飽和水蒸汽的氫氣和氧氣，壓縮機自身帶有除水設備，免去了純化除水設備，從而有效地減少了系統的復雜程度。本實用新型將儲熱材料作為系統的保溫防凍材料，能使該系統在-25°C低溫環(huán)境下工作10小時以上，不會發(fā)生冰凍，使該系統有更大的應用區(qū)域。本實用新型采用撬裝式結構和全系統的電腦程序控制，其中膜電解制氫設備可以實現輸入電壓過低報警停機和輸入純水水位低報警停機，壓縮機可以實現入口壓力過低報警停機、出口壓力超壓報警停機、膜片破裂報警停機、油壓過低報警停機和油溫過高報警停機，全系統設置全時監(jiān)控系統，可以實現系統氫氣泄漏自動監(jiān)測報警停機、水系統自動保溫、市電斷電儲氫瓶自動開啟、市電來電時制氫設備自動啟動并且同時儲氫瓶自動關閉各項功能，全系統設備運行安全、穩(wěn)定、可靠，可移動或固定安裝。本實用新型的特征在于該裝置包括膜電解制氫設備、氣水分離設備、緩沖罐、膜壓縮機和儲氣罐；裝置中膜電解制氫設備、氣水分離設備、緩沖罐、膜壓縮機和儲氣罐的布置為外接的380V交流市電通過整流變壓器轉換為150V的直流電，作為膜電解制氫設備的動力電源使用，純水容器和風力冷卻系統作為膜電解制氫設備的配套設備與膜電解制氫設備連接，電解產生的氧氣經氣水分離設備除水后進入緩沖罐，再經氧膜壓縮機壓縮后，儲存在氧儲氣罐內，電解產生的氫氣經氣水分離設備除水后進入緩沖罐，再經氫膜壓縮機壓縮后，儲存在氫儲氣罐內。膜電解制氫設備的產量為0. INmVh以上；氧氣緩沖罐的容積為0. lm3，氫氣緩沖罐的容積為0. 2m3 ；氧膜壓縮機的進氣壓力為3MPa，出氣壓力為35MPa，可直接壓縮含有飽和水蒸汽的氧氣，自帶有儲水設備，工作流量為0. INmVh以上；氫膜壓縮機的進氣壓力為3MPa，出氣壓力為35MPa， 可直接壓縮含有飽和水蒸汽的氫氣，自帶有儲水設備；氧氣儲罐為碳纖維高壓儲罐，儲氣壓力為35MPa，容積為50Nm3 ；氫氣儲罐為碳纖維高壓儲罐，儲氣壓力為35MPa，容積為lOONm3。

圖1是本實用新型的詳細圖示。
具體實施方式
本實用新型包括整流變壓器2、純水容器3(容積100L)、膜電解制氫設備 4(0. INmVh以上)、風力冷卻系統5、氣水分離設備6、氣水分離設備7、緩沖罐8(0. Im3)、緩沖罐9 (0. 2m3)、氧膜壓縮機10 (0. INmVh以上)、氫膜壓縮機11(0. INmVh以上)、氧儲氣罐 12(50Nm3、35MPa、150L)、氫儲氣罐 13 (lOONm3、35MPa、300L)。本實用新型的具體實施方式
為外接的380V交流市電1通過整流變壓器2，轉換為150V的直流電，作為膜電解制氫設備4的動力電源使用，純水容器3和風力冷卻系統5 作為膜電解制氫設備4的配套設備。電解產生的氧氣經氣水分離設備6除水后進入緩沖罐 8，緩沖罐8中的氧氣再經氧膜壓縮機10壓縮后，儲存在氧儲氣罐12內。電解產生的氫氣經氣水分離設備7除水后進入緩沖罐9，緩沖罐9中的氫氣再經氫膜壓縮機11壓縮后，儲存在氫儲氣罐13內。當氧儲氣罐12或氫儲氣罐13內儲滿氣體后，膜電解制氫設備4停止工作。氫儲氣罐13內的高壓氫氣經減壓后提供給用氫終端16使用。
權利要求1.一種小型電解水制氫供氫裝置，其特征在于該裝置包括膜電解制氫設備、氣水分離設備、緩沖罐、膜壓縮機和儲氣罐；裝置中膜電解制氫設備、氣水分離設備、緩沖罐、膜壓縮機和儲氣罐的布置為外接的380V交流市電通過整流變壓器轉換為150V的直流電，作為膜電解制氫設備的動力電源使用，純水容器和風力冷卻系統作為膜電解制氫設備的配套設備與膜電解制氫設備連接，電解產生的氧氣經氣水分離設備除水后進入緩沖罐，再經氧膜壓縮機壓縮后，儲存在氧儲氣罐內，電解產生的氫氣經氣水分離設備除水后進入緩沖罐，再經氫膜壓縮機壓縮后，儲存在氫儲氣罐內。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于膜電解制氫設備的產量為0.lNm3/h以上； 氧氣緩沖罐的容積為0. lm3，氫氣緩沖罐的容積為0. 2m3 ；氧膜壓縮機的進氣壓力為3MPa，出氣壓力為35MPa，可直接壓縮含有飽和水蒸汽的氧氣，自帶有儲水設備，工作流量為0. INm3/ h以上；氫膜壓縮機的進氣壓力為3MPa，出氣壓力為35MPa，可直接壓縮含有飽和水蒸汽的氫氣，自帶有儲水設備；氧氣儲罐為碳纖維高壓儲罐，儲氣壓力為35MPa，容積為50Nm3 ；氫氣儲罐為碳纖維高壓儲罐，儲氣壓力為35MPa，容積為lOONm3。
3.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于采用撬裝式結構和全系統的電腦程序控制。
專利摘要本實用新型涉及一種小型電解水制氫供氫裝置，將膜電解制氫裝置與壓縮裝置和儲存裝置有機地結合在一起，主要用于為燃料電池備用電源、氫發(fā)動機試驗臺及工業(yè)用氫裝置直接提供氫源，主要包括膜電解制氫裝置、壓縮裝置和儲存裝置。
文檔編號C25B15/00GK202175719SQ201120155920
公開日2012年3月28日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者張立芳 申請人:北京久安通氫能科技有限公司