本公開(kāi)涉及水電解制氫，尤其涉及一種自動(dòng)配堿系統(tǒng)及配堿方法。

背景技術(shù)：

1、水電解制氫技術(shù)利用電解原理，通過(guò)向水電解槽中加入含有一定濃度堿液(如koh或naoh溶液)作為電解質(zhì)，來(lái)提高水的導(dǎo)電能力。當(dāng)直流電施加于電解槽時(shí)，水分子在陽(yáng)極分解產(chǎn)生氧氣，而在陰極處則生成氫氣。這一過(guò)程中，堿液的添加有助于加速電解反應(yīng)，促進(jìn)氫氣的有效生成。

2、現(xiàn)有技術(shù)采用循環(huán)系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)控制堿片加入堿水箱的速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)堿液濃度。該系統(tǒng)分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩部分：內(nèi)循環(huán)負(fù)責(zé)讓堿片與水充分接觸并反應(yīng)，確保堿液均勻混合。外循環(huán)則將混合好的堿液輸送到所需位置，完成堿液的配比注入。然而，這種系統(tǒng)并不具備實(shí)時(shí)精確控制堿液濃度的能力。為了檢測(cè)濃度，需要在內(nèi)循環(huán)一段時(shí)間后停止循環(huán)泵，通過(guò)排氣閥取樣，并使用比重計(jì)測(cè)量堿液濃度。這種方法不僅繁瑣，還耗時(shí)較長(zhǎng)。此外，盡管較高的堿液濃度能加快反應(yīng)速度，但也同時(shí)增加了電解液的電阻，降低了電流效率，且高濃度的堿液還可能增加材料成本。

3、因此，需要一種自動(dòng)配堿系統(tǒng)，以至少解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是：如何解決現(xiàn)有的配堿裝置配堿過(guò)程中堿液濃度控制不精確、操作復(fù)雜且耗時(shí)的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本公開(kāi)實(shí)施例提供一種自動(dòng)配堿系統(tǒng)，包括：

3、第一配堿容器，第一配堿容器具有第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口，第一進(jìn)液口用于導(dǎo)入堿液，第二進(jìn)液口用于導(dǎo)入純水，第一進(jìn)液口處設(shè)有第一閥門(mén)，第二進(jìn)液口設(shè)有第二閥門(mén)，第一閥門(mén)和第二閥門(mén)分別用于控制第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口的通斷；第一進(jìn)液口出設(shè)置第一流量檢測(cè)裝置，第二進(jìn)液口設(shè)置第二流量檢測(cè)裝置，第一流量檢測(cè)裝置用于計(jì)算導(dǎo)入的堿液量，第二流量檢測(cè)裝置用于計(jì)算導(dǎo)入的純水量，第一配堿容器上還設(shè)有多個(gè)液位刻度；第一循環(huán)管路，第一循環(huán)管路的兩端分別與第一配堿容器連通，第一配堿容器內(nèi)的液體通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)裝置于第一循環(huán)管路和第一配堿容器內(nèi)循環(huán)，第一循環(huán)管路上設(shè)有濃度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)流經(jīng)第一循環(huán)管路的液體濃度；以及，控制裝置，控制裝置分別與第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第一流量檢測(cè)裝置、第二流量檢測(cè)裝置、第一驅(qū)動(dòng)裝置以及濃度檢測(cè)裝置通信連接；其中，控制裝置根據(jù)濃度檢測(cè)裝置、第一流量檢測(cè)裝置以及第二流量檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)，和第一配堿容器中的液位高度，控制第一閥門(mén)、第二閥門(mén)以及第一驅(qū)動(dòng)裝置的開(kāi)閉。

4、在一些實(shí)施例中，自動(dòng)配堿系統(tǒng)還包括：液位傳感器，液位傳感器設(shè)置于第一配堿容器上，用于檢測(cè)第一配堿容器內(nèi)的液位高度，控制裝置與液位傳感器通信連接；液位刻度包括沿豎直方向由下至上依次設(shè)置的第一刻度、第二刻度、第三刻度以及第四刻度。

5、在一些實(shí)施例中，第一配堿容器沿豎直方向的底部設(shè)有排液口，排液口處設(shè)有排液閥門(mén)；控制裝置與排液閥門(mén)電連接，控制裝置根據(jù)液位傳感器的檢測(cè)信號(hào)控制排液閥門(mén)的開(kāi)閉。

6、在一些實(shí)施例中，自動(dòng)配堿系統(tǒng)還包括：第二配堿容器，第二配堿容器具有第三進(jìn)液口和第四進(jìn)液口，第三進(jìn)液口用于導(dǎo)入堿液原料，第四進(jìn)液口用于導(dǎo)入純水，第三進(jìn)液口處設(shè)有第三閥門(mén)，第四進(jìn)液口設(shè)有第四閥門(mén)，第三閥門(mén)和第四閥門(mén)分別用于控制第三進(jìn)液口和第四進(jìn)液口的通斷；第二配堿容器的出液口與第一配堿容器的第一進(jìn)液口連通，第二配堿容器內(nèi)的液體通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)入第一配堿容器中。

7、在一些實(shí)施例中，第二配堿容器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，攪拌裝置用于攪拌第二配堿容器內(nèi)的液體。

8、在一些實(shí)施例中，自動(dòng)配堿系統(tǒng)還包括：電解裝置，第一配堿容器與電解裝置的進(jìn)液口連通，第一配堿容器中的液體通過(guò)第三驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)入電解裝置中，于電解裝置中進(jìn)行電解；冷卻裝置，冷卻裝置與電解裝置的出液口連通，于電解裝置中經(jīng)過(guò)電解的液體能夠進(jìn)入冷卻裝置內(nèi)進(jìn)行冷卻分離；第二循環(huán)管路，冷卻裝置通過(guò)第二循環(huán)管路與第一配堿容器連通，經(jīng)過(guò)冷卻裝置冷卻的液體能夠通過(guò)第二循環(huán)管路進(jìn)入第一配堿容器中。

9、在一些實(shí)施例中，自動(dòng)配堿系統(tǒng)還包括：第三循環(huán)管路，第三循環(huán)管路的兩端分別與第一循環(huán)管路連通，且第三循環(huán)管路的進(jìn)液口于第一循環(huán)管路上的位置相對(duì)于第一驅(qū)動(dòng)裝置遠(yuǎn)離第一配堿容器；濃度檢測(cè)裝置設(shè)置于第三循環(huán)管路上，第三循環(huán)管路上位于濃度檢測(cè)裝置的兩端均設(shè)有第五閥門(mén)。

10、在一些實(shí)施例中，第一配堿容器沿豎直方向的頂部設(shè)有排氣口，排氣口處設(shè)有排氣閥門(mén)，排氣閥門(mén)用于控制排氣口的通斷。

11、本公開(kāi)實(shí)施例還提供一種配堿方法，應(yīng)用于上述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，包括：

12、s1：在第一配堿容器沿豎直方向由下至上依次設(shè)定四個(gè)液位高度，分別為第一刻度、第二刻度、第三刻度以及第四刻度；

13、s2：向第一配堿容器投入第一堿液，當(dāng)檢測(cè)到液位達(dá)到第二刻度時(shí)，向第一配堿容器投入純水，當(dāng)檢測(cè)到液位達(dá)到第三刻度時(shí)，啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置，使位于第一配堿容器內(nèi)的液體通過(guò)第一循環(huán)管路循環(huán)第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

14、s3：檢測(cè)通過(guò)第一循環(huán)管路內(nèi)液體的濃度，若檢測(cè)濃度值位于預(yù)設(shè)濃度值的偏差范圍內(nèi)，則配堿完成；若檢測(cè)濃度值高于或低于預(yù)設(shè)濃度值的偏差范圍，根據(jù)檢測(cè)信息計(jì)算需要投入第一配堿容器內(nèi)的堿液濃度或純水量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果向第一配堿容器內(nèi)添加第一堿液或純水，并再次啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置，使位于第一配堿容器內(nèi)的液體再次通過(guò)第一循環(huán)管路循環(huán)第二預(yù)設(shè)時(shí)間，再次檢測(cè)通過(guò)第一循環(huán)管路內(nèi)液體的濃度；

15、s4：當(dāng)檢測(cè)第一配堿容器的液位達(dá)到第四刻度時(shí)，控制第一配堿容器底部排液閥們打開(kāi)，直至第一配堿容器內(nèi)的液體排放至第三刻度時(shí)停止；

16、s5：?jiǎn)?dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置，使位于第一配堿容器內(nèi)的液體通過(guò)第一循環(huán)管路循環(huán)第三預(yù)設(shè)時(shí)間，檢測(cè)通過(guò)第一循環(huán)管路內(nèi)液體的濃度，若檢測(cè)濃度值位于預(yù)設(shè)濃度值的偏差范圍內(nèi)，則配堿完成；若檢測(cè)濃度值高于或低于預(yù)設(shè)濃度值的偏差范圍，則重復(fù)步驟s3，直至得到具有預(yù)設(shè)濃度值的堿液；

17、s6：將第一配堿容器內(nèi)具有預(yù)設(shè)濃度值的堿液輸送至電解裝置，當(dāng)檢測(cè)第一配堿容器的液位達(dá)到第一刻度時(shí)，重復(fù)步驟s2至s4。

18、在一些實(shí)施例中，步驟s2向第一配堿容器投入第一堿液包括：首先在第二配堿容器中投入堿液原料和純水得到第一堿液，然后將得到的第一堿液通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置輸送至第一配堿容器內(nèi)；第一堿液的濃度值大于預(yù)設(shè)濃度值。

19、通過(guò)上述技術(shù)方案，本公開(kāi)提供的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，通過(guò)控制裝置，自動(dòng)配堿系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)定的濃度要求自動(dòng)調(diào)節(jié)第一閥門(mén)和第二閥門(mén)的開(kāi)閉以及第一驅(qū)動(dòng)裝置的啟停，實(shí)現(xiàn)第一配堿容器內(nèi)的堿液自動(dòng)配制，同時(shí)利用濃度檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)液體濃度并及時(shí)反饋給控制裝置，再結(jié)合流量檢測(cè)裝置精確控制堿液和純水的加入量，能夠?qū)崿F(xiàn)在自動(dòng)配堿過(guò)程中無(wú)需停機(jī)即可獲得堿液濃度，并且保證配制的堿液濃度精確。解決了現(xiàn)有的配堿裝置配堿過(guò)程中堿液濃度控制不精確、操作復(fù)雜且耗時(shí)的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，

9.一種配堿方法，根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的自動(dòng)配堿系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的配堿方法，其特征在于，所述步驟s2向所述第一配堿容器(1)投入第一堿液包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)提供一種自動(dòng)配堿系統(tǒng)及配堿方法，涉及水電解制氫技術(shù)領(lǐng)域。自動(dòng)配堿系統(tǒng)包括第一配堿容器，第一配堿容器設(shè)有第一進(jìn)液口用于導(dǎo)入堿液，第一進(jìn)液口處設(shè)第一閥門(mén)；設(shè)有第二進(jìn)液口用于導(dǎo)入純水，第二進(jìn)液口處設(shè)第二閥門(mén)；第一進(jìn)液口有第一流量檢測(cè)裝置計(jì)算堿液量，第二進(jìn)液口有第二流量檢測(cè)裝置計(jì)算純水量，第一配堿容器上有多個(gè)液位刻度，第一循環(huán)管路兩端與第一配堿容器連通，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)裝置使第一配堿容器內(nèi)液體循環(huán)，第一循環(huán)管路上有濃度檢測(cè)裝置，控制裝置與各部件通信連接，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)和液位高度控制第一閥門(mén)、第二閥門(mén)和第一驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)閉。本公開(kāi)技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配堿，并保證配制的堿液濃度精確。

技術(shù)研發(fā)人員：成學(xué)榕,宋述遠(yuǎn),黃志軍,顏志方,王磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東旭科技集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2