CN212834049U - 一种以海水为原料的制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种以海水为原料的制氢系统，包含制氢系统和闪蒸系统，该制氢系统包括SOEC和碱水电解系统，该闪蒸系统的闪蒸入口管路通入海水，闪蒸系统的水蒸汽管路与制氢系统连接，闪蒸系统的浓缩海水管路进入碱水电解系统；还包含通过循环管路串联的太阳能集热系统、第一换热器和第二换热器，该第一换热器设置于闪蒸入口管路上，该第二换热器设置于水蒸汽管路上，本实用新型的系统以海水为原料制氢，海水储量很大，符合可持续发展技术路线，同时采用太阳能对水蒸汽进行初级加热，相比直接采用电加热的方式，一定程度上减少了SOEC的电耗，节约了成本。
Description
技术领域
本实用新型属于清洁能源技术领域，涉及一种以海水为原料的制氢系统。
背景技术
氢气是一种清洁、环保、高效的能源，但是目前氢气大多数是由化石能源制备的。地球上的水资源总量中淡水仅占2.5%，海水占97.5%，因此从某种意义上说，海水才是取之不尽、用之不竭的主要水源。利用海水制氢可以说是一种可持续发展的技术路线。
目前SOEC（高温固体氧化物电解水制氢系统）的反应温度一般为600-1000℃，将水蒸汽加热到如此高的温度需要耗费大量电能。如何降低SOEC电耗，降低成本成为了研究人员关注的焦点。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种以海水为原料的制氢系统。
本实用新型所采用的技术手段如下。
一种以海水为原料的制氢系统，包含制氢系统和闪蒸系统，该制氢系统包括SOEC和碱水电解系统，该闪蒸系统的闪蒸入口管路通入海水，所述闪蒸系统的水蒸汽管路与制氢系统连接，所述闪蒸系统的浓缩海水管路进入碱水电解系统；还包含通过循环管路串联的太阳能集热系统、第一换热器和第二换热器，该第一换热器设置于闪蒸入口管路上，该第二换热器设置于水蒸汽管路上。
进一步的，所述第一换热器和第二换热器采用板式换热器。
进一步的，通过第一换热器后的海水温度为90-100℃，通过第二换热器后的蒸汽温度为300-400℃。
进一步的，所述太阳能集热系统的集热器为槽式集热器，导热介质为熔融盐。
进一步的，进入SOEC前的蒸汽经过电加热器被加热至600-1000℃。
进一步的，所述碱水电解系统为碱水电解槽。
本实用新型所产生的有益效果如下。
（1）本实用新型的系统以海水为原料制氢，海水储量很大，符合可持续发展技术路线。
（2）本实用新型采用太阳能对水蒸汽进行初级加热，相比直接采用电加热的方式，一定程度上减少了SOEC的电耗，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的系统流程图。
具体实施方式
请参阅图1所示的一种以海水为原料的制氢系统，包含制氢系统和闪蒸系统2，制氢系统包含SOEC1和碱水电解系统，该碱水电解系统可选用碱水电解槽3，或其他可实现碱水电解的设备均可。闪蒸系统2的闪蒸入口管路21通入海水，闪蒸系统2的水蒸汽管路23与SOEC内的加热装置（图中未视出）连接。闪蒸系统2的浓缩海水管路22进入碱水电解槽3。
还包含加热系统，该加热系统包括太阳能集热系统6、第一换热器4和第二换热器5，通过循环管路61将太阳能集热系统6、第一换热器4和第二换热器5串联设置。第一换热器4设置于闪蒸入口管路21上，第二换热器5设置于水蒸汽管路23上。第一换热器4和第二换热器5采用板式换热器。太阳能集热系统6的集热器为槽式集热器，导热介质为熔融盐，必要的时候还可设置熔融盐储罐。
系统工作时，太阳能集热系统6将太阳能转换为热能，通过循环管路61将热量传递至第一换热器4和第二换热器5。海水进入闪蒸入口管路21，先通过第一换热器4，海水被加热到90-100℃之后进入闪蒸系统2，闪蒸系统2得到的水蒸汽进入水蒸汽管路23，通过第二换热器5，水蒸汽被加热到300-400℃之后进入SOEC1。SOEC1的反应温度为600-1000℃，由于经过第二换热器5的水蒸汽温度为300-400℃，水蒸汽另需被加热至600-1000℃，加热方式为电加热；同时闪蒸系统2得到的浓缩海水进入碱水电解槽3，用于制氢。
Claims (6)
1.一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，包含制氢系统和闪蒸系统（2），该制氢系统包括SOEC（1）和碱水电解系统，该闪蒸系统（2）的闪蒸入口管路（21）通入海水，所述闪蒸系统（2）的水蒸汽管路（23）与SOEC（1）连接，所述闪蒸系统（2）的浓缩海水管路（22）进入碱水电解系统；
还包含通过循环管路（61）串联的太阳能集热系统（6）、第一换热器（4）和第二换热器（5），该第一换热器（4）设置于闪蒸入口管路（21）上，该第二换热器（5）设置于水蒸汽管路（23）上。
2.如权利要求1所述的一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，所述第一换热器（4）和第二换热器（5）采用板式换热器。
3.如权利要求1所述的一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，通过第一换热器（4）后的海水温度为90-100℃，通过第二换热器（5）后的蒸汽温度为300-400℃。
4.如权利要求1所述的一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，所述太阳能集热系统（6）的集热器为槽式集热器，导热介质为熔融盐。
5.如权利要求1所述的一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，进入SOEC（1）前的蒸汽经过电加热器被加热至600-1000℃。
6.如权利要求1所述的一种以海水为原料的制氢系统，其特征在于，所述碱水电解系统为碱水电解槽（3）。
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|---|---|---|---|---|
| CN115558941A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-01-03 | 佛山仙湖实验室 | 基于陶瓷吸储热材料的太阳能海水制氢系统及工艺 |
| CN116463656A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-21 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 海水电解制氢系统、方法、装置和设备 |
| EP4239104A3 (en) * | 2022-02-14 | 2023-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hydrogen production system and hydrogen production method |
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