專利名稱：水電解氫、氧氣液分離控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水電解制氫工藝，具體涉及水電解氫、氧氣液分離控制裝置。
背景技術(shù)：
電解槽內(nèi)KOH水溶液在直流電作用下分解生產(chǎn)氫氣和氧氣，氫氣和氧氣分別隨堿液到達(dá)氫/堿液分離器和氧/堿液分離器，分離產(chǎn)生的氫氣到達(dá)后部純化框架經(jīng)過脫氧、脫水后成為產(chǎn)品氫氣，供給用戶；同時(shí)分離產(chǎn)生的氧氣排空。在電解制氫過程中制氫框架的氫/堿液分離器和氧/堿液分離器二者液位要求保持盡可能相同，如果二者液位差值過大會(huì)導(dǎo)致氫氣和氧氣互串，可能引起電解槽爆炸，嚴(yán)重危及系統(tǒng)安全運(yùn)行。圖1是現(xiàn)有水電解氫、氧氣液分離器控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。它由硅整流器、水電解槽、氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔、氧氣放散管、脫氧塔、干燥塔、堿液循環(huán)泵、堿液補(bǔ)充控制閥組成，硅整流器電連接水電解槽，水電解槽分別通過管道連接氫氣 /堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔，氫氣/堿液分離綜合塔分別通過管道連接脫氧塔、堿液循環(huán)泵，脫氧塔通過管道連接干燥塔，堿液循環(huán)泵的輸入管道上設(shè)有堿液補(bǔ)充控制閥；氧氣/堿液分離綜合塔上設(shè)置氧氣放散管，氧氣/堿液分離綜合塔通過管道連接堿液循環(huán)泵。2010年5月至9月機(jī)組生產(chǎn)期間，由于氫/堿液分離器和氧/堿液分離器液位二者差值過大，崗位人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成多起系統(tǒng)運(yùn)行事故。
發(fā)明內(nèi)容為了避免兩側(cè)壓差過大導(dǎo)致的氫氣和氧氣在電解槽內(nèi)互串現(xiàn)象，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，本實(shí)用新型提供一種水電解氫、氧氣液分離控制裝置。本實(shí)用新型包括硅整流器、水電解槽、氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔、氧氣放散管、脫氧塔、干燥塔、堿液循環(huán)泵、堿液補(bǔ)充控制閥，硅整流器電連接水電解槽，水電解槽分別通過管道連接氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔，氫氣/堿液分離綜合塔分別通過管道連接脫氧塔、堿液循環(huán)泵，脫氧塔通過管道連接干燥塔，堿液循環(huán)泵的輸入管道上設(shè)有堿液補(bǔ)充控制閥；氧氣/堿液分離綜合塔上設(shè)置氧氣放散管，氧氣/ 堿液分離綜合塔通過管道連接堿液循環(huán)泵，其特征是氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔上均設(shè)有液位變送器，每個(gè)液位變送器均與PLC控制裝置連接，PLC控制裝置連接硅整流器。本實(shí)用新型通過PLC控制裝置進(jìn)行液位檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析，適時(shí)分析液位差值，提供異常報(bào)警和緊急停車，可以避免發(fā)生兩側(cè)壓差過大導(dǎo)致的氫氣和氧氣在電解槽內(nèi)互串現(xiàn)象，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

[0010]圖1是現(xiàn)有水電解氫、氧氣液分離器控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中氫(氧)氣/堿液分離綜合塔的結(jié)構(gòu)示意圖(相對(duì)圖1 放大)。圖中1、硅整流器，2、水電解槽，3、氫氣/堿液分離綜合塔，4、氫氣/堿液分離綜合塔液位變送器，5、氧氣/堿液分離綜合塔，6、氧氣/堿液分離綜合塔液位變送器，7、氧氣放散管，8、脫氧塔，9、干燥塔，10、PLC控制裝置，11、堿液循環(huán)泵，12、堿液補(bǔ)充控制閥，13、排污閥，14、堿液回流控制閥，L表示堿液，H2表示氫氣，O2表示氧氣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例圖2、圖3所示，本實(shí)施例包括硅整流器1、水電解槽2、氫氣/堿液分離綜合塔3、氧氣/堿液分離綜合塔4、氧氣放散管7、脫氧塔8、干燥塔9、堿液循環(huán)泵11、堿液補(bǔ)充控制閥12，硅整流器1電連接水電解槽2，水電解槽2分別通過管道連接氫氣/堿液分離綜合塔3、氧氣/堿液分離綜合塔4，氫氣/堿液分離綜合塔3分別通過管道連接脫氧塔8、 堿液循環(huán)泵11，脫氧塔8通過管道連接干燥塔9，堿液循環(huán)泵11的輸入管道上設(shè)有堿液補(bǔ)充控制閥12 ；氧氣/堿液分離綜合塔4上設(shè)置氧氣放散管7，氧氣/堿液分離綜合塔4通過管道連接堿液循環(huán)泵11，其特征是氫氣/堿液分離綜合塔3、氧氣/堿液分離綜合塔4上均設(shè)有液位變送器4、6，液位變送器4、6均與PLC控制裝置10連接，PLC控制裝置10連接硅整流器1。圖3所示，氫氣/堿液分離綜合塔3 (或氧氣/堿液分離綜合塔4)與堿液循環(huán)泵 11之間的連接管道上設(shè)有堿液回流控制閥14，氫氣/堿液分離綜合塔3 (或氧氣/堿液分離綜合塔4)與液位變送器4 (或6)連接管道上設(shè)有排污閥13。本實(shí)施例的工作原理是水電解槽(2)在直流電作用下將水電解生成氫氣和氧氣。直流電來自硅整流器(1)，水來自堿溶液。正常時(shí)堿液在電解槽(2)、氫氣(氧氣)/堿液分離綜合塔(3和5)和系統(tǒng)循環(huán)泵 (11)之間閉路循環(huán)運(yùn)行。電解槽產(chǎn)生的氫氣和氧氣分別隨堿液帶到氫氣/堿液分離綜合和氧氣/堿液分離綜合塔。在氫氣/堿液分離塔中氫氣從堿液中分離出來再到后部脫氧塔 (8)和干燥塔(9)，最后成產(chǎn)品氫氣供出；在氧氣/堿液分離塔中氧氣從堿液中分離出來排空放散。PLC自動(dòng)控制裝置(10)接到氫氣/堿液分離器和氧氣/堿液分離器的液位變送器 (4和6)信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)計(jì)算控制二者差值。液位和差值變化分別設(shè)下限、上限報(bào)警，當(dāng)氫側(cè)或氧側(cè)液位偏高或偏低達(dá)到報(bào)警限時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示崗位人員檢查運(yùn)行情況，當(dāng)二者差值達(dá)到報(bào)警上限時(shí)，PLC控制裝置自動(dòng)停止硅整流工作，電解槽直流電停供，氫氣停止生產(chǎn)。如果兩個(gè)液位變送器(4和6)同時(shí)檢測(cè)到液位偏低，自動(dòng)開啟外部堿液閥(12)給系統(tǒng)補(bǔ)充堿液。本實(shí)用新型運(yùn)行操作步驟是(1)開啟堿液循環(huán)泵，為氫氣/堿液分離綜合塔和氧氣/堿液分離綜合塔同時(shí)充堿液，崗位人員在現(xiàn)場(chǎng)觀察兩個(gè)綜合塔自備機(jī)械液位計(jì)變化情況。當(dāng)二者液位同時(shí)達(dá)到400cm 時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)閉閥12，外部停止向系統(tǒng)充堿液。[0022](2)打開兩個(gè)綜合塔液位變送器電源，開始檢測(cè)兩塔液位；(3)開啟硅整流，給水電解槽通直流電，開始生產(chǎn)氫氣和氧氣，氫氣和氧氣分別隨堿液到達(dá)氫氣/堿液分離綜合塔和氧氣/堿液分離綜合塔。(4)兩塔液位信號(hào)通過變送器傳送到PLC控制裝置，控制程序自動(dòng)計(jì)算二者液位差值，如果二者差值超過10cm，系統(tǒng)報(bào)警提示并緊急停車。如果氫氣/堿液分離綜合塔液位低，說明該塔氫氣壓力高，另一塔氧側(cè)壓力低，程序自動(dòng)調(diào)小氧側(cè)綜合塔后氧氣排空閥位， 提高氧側(cè)壓力；如果氫氣/堿液分離綜合塔液位高，說明該塔氫氣壓力低，另一塔氧側(cè)壓力高，程序自動(dòng)調(diào)大氧側(cè)綜合塔后氧氣排空閥位，降低氧側(cè)壓力。
權(quán)利要求1. 一種水電解氫、氧氣液分離控制裝置，包括硅整流器、水電解槽、氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔、氧氣放散管、脫氧塔、干燥塔、堿液循環(huán)泵、堿液補(bǔ)充控制閥， 硅整流器電連接水電解槽，水電解槽分別通過管道連接氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔，氫氣/堿液分離綜合塔分別通過管道連接脫氧塔、堿液循環(huán)泵，脫氧塔通過管道連接干燥塔，堿液循環(huán)泵的輸入管道上設(shè)有堿液補(bǔ)充控制閥；氧氣/堿液分離綜合塔上設(shè)置氧氣放散管，氧氣/堿液分離綜合塔通過管道連接堿液循環(huán)泵，其特征是氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔上均設(shè)有液位變送器，每個(gè)液位變送器均與PLC控制裝置連接，PLC控制裝置連接硅整流器。
專利摘要水電解氫、氧氣液分離控制裝置，它包括硅整流器、水電解槽、氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔、氧氣放散管、脫氧塔、干燥塔、堿液循環(huán)泵、堿液補(bǔ)充控制閥，硅整流器電連接水電解槽，水電解槽分別通過管道連接氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔，氫氣/堿液分離綜合塔分別通過管道連接脫氧塔、堿液循環(huán)泵，脫氧塔通過管道連接干燥塔，堿液循環(huán)泵的輸入管道上設(shè)有堿液補(bǔ)充控制閥；氧氣/堿液分離綜合塔上設(shè)置氧氣放散管，其特征是氫氣/堿液分離綜合塔、氧氣/堿液分離綜合塔上均設(shè)有液位變送器，每個(gè)液位變送器均與PLC控制裝置連接，PLC控制裝置連接硅整流器。本實(shí)用新型可以避免氫氣和氧氣在電解槽內(nèi)互串現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C25B1/04GK202297794SQ20112034573
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者劉華平, 周樹君, 楊華峰, 趙太鐵 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司