[发明专利]一种压差控制器、制氢系统、制氢系统的控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种压差控制器、制氢系统、制氢系统的控制方法及装置，其中制氢系统，包括电解槽、氧分离器、第一驱动装置、氢分离器、第二驱动装置和压差控制器，其中压差控制器与氧分离器的第一压力检测装置、氢分离器的第二压力检测装置、第一驱动装置和第一驱动装置通信连接。本发明的技术方案可以在压差控制器中根据压差信号反馈，控制驱动装置带动密封活塞运动，进而使氢分离器与氧分离器之间的压差在预设范围内，从而可以解决在PEM制氢系统运行过程中存在催化剂脱落的问题。

技术领域

本发明涉及氢气制备技术领域，具体涉及一种压差控制器、制氢系统、制氢系统的控制方法及装置。

背景技术

氢气在石油、化工、医药、航天、冶金等各个领域中都应用的十分广泛，可以作为能源互联转化的重要媒介，推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展，实现大规模深度脱碳。氢能源作为一种清洁能源，能量密度高、利用过程无污染、可长时间存储，随着氢能源的普及，市场对于氢能源的需求变得越来越高。近几年中，我国研制的低温燃料电池已经走向了商业市场，尤其是碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池，因为其能量转换效率高等优势已经引得了人们的广泛关注。

电解制氢主要包含碱性电解制氢及质子交换膜(PEM)电解制氢，PEM电解制氢相对于传统的碱性电解制氢技术具有体积小、可调范围宽、环境友好、效率高(75-85％)的特点。随着诸如光伏、风电等新能源技术的发展，电解水制氢技术逐渐发展，成为探索解决弃风、弃光问题的有效方法之一，逐步成为国际上电解制氢技术的发展趋势与研究热点。但是，目前在PEM制氢系统运行过程中存在催化剂脱落的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种压差控制器、制氢系统、制氢系统的控制方法及装置，以解决在PEM制氢系统运行过程中存在催化剂脱落的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种制氢系统，包括电解槽、氧分离器、第一驱动装置、氢分离器、第二驱动装置和压差控制器，其中氧分离器包括位于所述氧分离器底部的第一排水阀和位于氧分离器顶部的第一密封活塞；第一驱动装置用于驱动所述第一密封活塞在所述氧分离器内部运动；氢分离器包括位于所述氢分离器底部的第二排水阀和位于氢分离器顶部的第二密封活塞；第二驱动装置用于驱动所述第二密封活塞在所述氢分离器内部运动；压差控制器，与所述氧分离器的第一压力检测装置、所述氢分离器的第二压力检测装置、所述第一驱动装置和所述第一驱动装置通信连接。

本发明实施例的制氢系统，通过设置与第一压力检测装置、第二压力检测装置、第一驱动装置和第一驱动装置通信连接的压差控制器，可以在压差控制器中根据压差信号反馈，控制驱动装置(包括第一驱动装置和/或第二驱动装置)带动密封活塞(第一密封活塞和/或第二密封活塞)运动，进而使氢分离器、氧分离器内部气体容积进行动态调节，氢分离器与氧分离器之间的压差在预设范围内，从而可以解决在PEM制氢系统运行过程中存在催化剂脱落的问题。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一压力检测装置设置在所述氧分离器的中部；和/或，所述第二压力检测装置设置在所述氢分离器的中部。

根据第二方面，本发明实施例还提供了一种制氢系统的控制方法，应用于第一方面或第一方面第一实施方式所述的制氢系统，包括以下步骤：分别获取所述第一压力检测装置发送的第一压力和所述第二压力检测装置发送的第二压力；利用所述第二压力减去所述第一压力，得到第一压差；根据所述第一压差生成所述第一驱动装置或所述第二驱动装置的压差调整指令。

本发明实施例的制氢系统的控制方法根据压差信号反馈，通过驱动装置(包括第一驱动装置和/或第二驱动装置)带动密封活塞(第一密封活塞和/或第二密封活塞)运动，使氢分离器、氧分离器内部气体容积进行动态调节，进而使得氢分离器与氧分离器之间的压差在预设范围内，从而可以解决在PEM制氢系统运行过程中存在催化剂脱落的问题。