一种测试PEM电解槽阴极水渗透量的测试装置的制作方法

一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置
技术领域
1.本发明涉及电解制氢设备领域，具体涉及一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置。

背景技术：

2.pem水电解制氢系统随着反应的进行，阳极侧的水会通过质子交换膜渗透到阴极侧，阴极侧中产生的氢气会混合着水蒸气一起向外输出，为了更好的气液分离，首先需要在氢气冷却器中对混合有氢气和水的气液混合物进行冷却，然后气液混合物会被输送至氢气气液分离罐中进行气液分离，分离下来的水被留于氢气气液分离罐中，分离出来的氢气会进入后道系统。实际生产中使用的氢气冷却器和氢气气液分离罐的选型需要根据水渗透至阴极侧的量来设计。
3.目前的pem电解槽阴极水渗透量的测试装置的结构包括：测试用氢气冷却器、测试用氢气气液分离罐，电解槽阴极输出管的一端用于与pem电解槽的阴极侧出口相连，电解槽阴极输出管的另一端与测试用氢气冷却器的进口相连，在电解槽阴极输出管上串联有一个阴极出口开关阀，测试用氢气冷却器的出口通过管道与测试用氢气气液分离罐的气液进口相连，测试用氢气气液分离罐的排水口与排水管的一端相连，排水管上串联有一个排水阀，测试用氢气气液分离罐的氢气出口与氢气管的一端相连，氢气管上串联有一个氢气开关阀。
4.目前渗透水量的衡量主要根据测试用氢气气液分离罐中液位的水平来衡量。但是采用测试用氢气气液分离罐的液位衡量水渗透量的方案，无法统计管路和电解槽中的水量，对实际渗透水量的多少无法做到准确统计。
5.

技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术方案为：将提供一种快速准确测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置。
7.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，包括：测试用氢气冷却器、测试用氢气气液分离罐，其特征在于：还设置有抽水泵、吹扫气源，电解槽阴极输出管的一端用于与pem电解槽的阴极侧出口相连，电解槽阴极输出管的另一端与测试用氢气冷却器的进口相连，在电解槽阴极输出管上串联有一个阴极出口开关阀，测试用氢气冷却器的出口通过管道与测试用氢气气液分离罐的气液进口相连，测试用氢气气液分离罐的排水口与排水管的一端相连，排水管上串联有一个排水阀，测试用氢气气液分离罐的氢气出口与氢气管的一端相连，氢气管上串联有一个氢气开关阀，抽水泵的进口通过一根水泵支路与电解槽阴极输出管相连，在水泵支路上串联有一个抽水开关阀，吹扫气源的出口通过吹扫支路与电解槽阴极输出管相连，在吹扫支路上串联有一个吹扫开关阀，阴极出口开关阀位于水泵支路和吹扫支路之间。
8.进一步的，前述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其中：在吹扫支路上还串联有一个减压阀。
9.进一步的，前述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其中：抽水泵为小扬程低压水泵。
10.进一步的，前述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其中：吹扫气源为氮气瓶。
11.进一步的，前述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其中：在测试用氢气气液分离罐上设置有磁翻板液位计。
12.本发明的优点为：所述的测试装置能通过吹扫气源对系统进行吹扫，使得管路和设备中的水能完全排出，另外，pem电解槽阴极侧的残余水能通过抽水泵抽取，所以本发明中的测试装置可以实现对阴极渗透水的准确计量。
附图说明
13.图1为本发明所述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
15.如图1所示，一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，包括：测试用氢气冷却器1、测试用氢气气液分离罐2，还设置有抽水泵3、吹扫气源4，电解槽阴极输出管5的一端用于与pem电解槽17的阴极侧出口相连，电解槽阴极输出管5的另一端与测试用氢气冷却器1的进口相连，在电解槽阴极输出管5上串联有一个阴极出口开关阀6，测试用氢气冷却器1的出口通过管道与测试用氢气气液分离罐2的气液进口相连，测试用氢气气液分离罐2的排水口与排水管7的一端相连，排水管7上串联有一个排水阀8，测试用氢气气液分离罐2的氢气出口与氢气管9的一端相连，氢气管9上串联有一个氢气开关阀10，抽水泵3的进口通过一根水泵支路11与电解槽阴极输出管5相连，在水泵支路11上串联有一个抽水开关阀12，吹扫气源4的出口通过吹扫支路13与电解槽阴极输出管5相连，在吹扫支路13上串联有一个吹扫开关阀14，阴极出口开关阀6位于水泵支路11和吹扫支路13之间。
16.在本实施例中，在吹扫支路13上还串联有一个减压阀15。抽水泵3为小扬程低压水泵。吹扫气源4为氮气瓶。在测试用氢气气液分离罐2上设置有磁翻板液位计16，通过液位计可以比较清楚的了解测试用氢气气液分离罐2内的液位，防止测试用氢气气液分离罐2被注满。
17.测试装置的工作流程是：pem电解槽17启动时，水泵支路开关阀12关闭，吹扫开关阀14关闭，阴极出口开关阀6打开，pem电解槽17产生的氢气和水蒸气混合物经过测试用氢气冷却器1冷却后进入测试用氢气气液分离罐2中进行气液分离，氢气开关阀10打开，氢气经此阀进入后道系统，排水阀8关闭，冷凝水被储存在测试用氢气气液分离罐2中。待水电解反应一段时间后，停止反应，进入排液吹扫阶段。此时，打开排水阀8，使得测试用氢气气液分离罐2中的冷凝水排入计量系统进行计量，同时打开氢气开关阀10，便于冷凝水排出。之后，关闭阴极出口开关阀6、氢气开关阀10，通过减压阀15调节氮气瓶出口压力至合适范围，打开吹扫开关阀14，对管路和设备进行吹扫，使得管路和设备中的水能通过排水阀8进入计
量系统，直至无液体排出，关闭吹扫开关阀14和减压阀15。下一步进入pem电解槽阴极侧残余液体抽取工步，阴极出口开关阀6保持关闭状态，打开抽水开关阀12，启动小扬程低压水泵，将抽取出的水排入计量系统。最终将所有计量系统中的水量进行统计，从而就能得到阴极侧水渗透量的准确数据，测试结束。
18.以上三个工步的操作，可以将pem电解槽阴极侧，测试用氢气冷却器1，测试用氢气气液分离罐2以及相应连接管路中的水完全排出，使渗透水量的统计更加准确。

技术特征：

1.一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，包括：测试用氢气冷却器、测试用氢气气液分离罐，其特征在于：还设置有抽水泵、吹扫气源，电解槽阴极输出管的一端用于与pem电解槽的阴极侧出口相连，电解槽阴极输出管的另一端与测试用氢气冷却器的进口相连，在电解槽阴极输出管上串联有一个阴极出口开关阀，测试用氢气冷却器的出口通过管道与测试用氢气气液分离罐的气液进口相连，测试用氢气气液分离罐的排水口与排水管的一端相连，排水管上串联有一个排水阀，测试用氢气气液分离罐的氢气出口与氢气管的一端相连，氢气管上串联有一个氢气开关阀，抽水泵的进口通过一根水泵支路与电解槽阴极输出管相连，在水泵支路上串联有一个抽水开关阀，吹扫气源的出口通过吹扫支路与电解槽阴极输出管相连，在吹扫支路上串联有一个吹扫开关阀，阴极出口开关阀位于水泵支路和吹扫支路之间。2.根据权利要求1所述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其特征在于：在吹扫支路上还串联有一个减压阀。3.根据权利要求1或2所述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其特征在于：抽水泵为小扬程低压水泵。4.根据权利要求1或2所述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其特征在于：吹扫气源为氮气瓶。5.根据权利要求1或2所述的一种测试pem电解槽阴极水渗透量的测试装置，其特征在于：在测试用氢气气液分离罐上设置有磁翻板液位计。

技术总结

本发明公开了测试PEM电解槽阴极水渗透量的测试装置，包括：测试用氢气冷却器、测试用氢气气液分离罐、抽水泵、吹扫气源，电解槽阴极输出管一端与PEM电解槽相连，电解槽阴极输出管另一端与测试用氢气冷却器进口相连，测试用氢气冷却器出口通过管道与测试用氢气气液分离罐气液进口相连，测试用氢气气液分离罐排水口与排水管的一端相连，测试用氢气气液分离罐的氢气出口与氢气管一端相连，抽水泵进口通过水泵支路与电解槽阴极输出管相连，吹扫气源出口通过吹扫支路与电解槽阴极输出管相连。所述的测试装置能通过吹扫气源对系统进行吹扫，另外，PEM电解槽阴极侧的剩水能通过抽水泵抽取，所以所述的测试装置可以实现对阴极渗透水的准确计量。准确计量。准确计量。