一种水电解制氢装置及其气体纯度检测方法与流程

1.本发明涉及水电解制氢技术领域，尤其涉及一种水电解制氢装置及其气体纯度检测方法。

背景技术：

2.氢能是一种理想的二次能源，与其他能源相比，氢热值高，且燃烧产物为水，是最环保的能源，氢能被认为是未来人类社会的终极能源，而水电解制氢则是获取氢气的一种有效途径。
3.目前，在进行水电解制氢的过程中，为了提高水电解制氢的效率，通常将多台电解槽并联，共同进行水电解制氢工作。为了保证气体分析仪对氢气纯度检测的准确性，通常将气体分析仪设置在气液分离系统的出口管路上，使得产出的所有氢气混合并经气液分离后再进行气体纯度分析，导致无法准确把握各台电解槽的性能，无法及时对电解槽进行针对性地维修检查，容易造成一定的安全隐患和事故风险。此外，由于气液分离系统内汇聚的是多台电解槽产出的气体，故气体量较大，当其中混有少量的纯度不合格的气体时，检测结果很难反应出来，必须是混有纯度不合格的气体达到一定量之后检测结果才能反应出来，所以检测存在滞后性，检测速度较慢，并且将气体分析仪设置在气液分离系统的出口管路上，使得气体先经过气液分离系统后再进行检测，进一步降低了检测速度。
4.因此，亟需发明一种水电解制氢装置以及气体纯度检测方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种水电解制氢装置及其气体纯度检测方法，以实现高效地监控各台电解槽排出气体的纯度，从而便于针对性地对出现问题的电解槽进行检查维修，保证水电解制氢装置的安全性能，同时提高气体纯度检测速度。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种水电解制氢装置，包括：
8.至少一台电解槽和至少一个气体纯度检测组件，所述气体纯度检测组件的数量小于或等于所述电解槽的数量；
9.所述气体纯度检测组件的数量与所述电解槽的数量相等时，各所述气体纯度检测组件分别用于检测相应所述电解槽排出气体的纯度；
10.所述气体纯度检测组件的数量小于所述电解槽的数量时，所述电解槽中至少两台所述电解槽共用一个所述气体纯度检测组件，所述气体纯度检测组件能够单独检测每台所述电解槽排出气体的纯度。
11.作为优选方案，所述气体纯度检测组件的数量与所述电解槽的数量相等时，每台所述电解槽均对应连通有一个所述气体纯度检测组件，以使所述气体纯度检测组件检测对应的所述电解槽气体排出口处排出的所述气体的纯度。
12.作为优选方案，所述气体纯度检测组件的数量小于所述电解槽的数量时，共用的
所述气体纯度检测组件能够按照时序控制轮流对与之连通的每台所述电解槽气体排出口处排出的所述气体进行气体纯度检测。
13.作为优选方案，所述水电解制氢装置还包括：
14.切断阀，共用同一所述气体纯度检测组件的每台所述电解槽到所述气体纯度检测组件连通的管路上均设置有所述切断阀；当需要检测其中一个所述电解槽排出气体的纯度时，将被检测的所述电解槽对应的所述切断阀打开，其余的所述电解槽对应的所述切断阀关闭，以使被检测的所述电解槽排出的所述气体通入所述气体纯度检测组件中。
15.作为优选方案，所述水电解制氢装置还包括：
16.气体分离器，被配置收集所述电解槽排出的气体，并对收集的所述气体进行气液分离；以及
17.排气管，每台所述电解槽上均连接有所述排气管，每根所述排气管的排气端均与所述气体分离器相连通，并且每根所述排气管均能够与所述气体纯度检测组件相导通。
18.作为优选方案，所述水电解制氢装置还包括：
19.气体分离器，被配置收集所述电解槽排出的气体，并对收集的所述气体进行气液分离；以及
20.气体排出管，所述气体排出管包括气体排出总管以及气体排出分支管，每台所述电解槽上均连接有所述气体排出分支管，每根所述气体排出分支管的排气端均与所述气体排出总管相导通，所述气体排出总管与所述气体分离器相导通，所述气体排出分支管能够与所述气体纯度检测组件相导通。
21.作为优选方案，每台所述电解槽上均开设有气体检测口，所述气体检测口能够与所述气体纯度检测组件相导通。
22.作为优选方案，所述水电解制氢装置还包括：
23.分液罐，所述电解槽排出的所述气体经过所述分液罐的气液分离后进入所述气体纯度检测组件中。
24.作为优选方案，所述气体纯度检测组件能够单独检测每台所述电解槽排出的氢气和/或氧气的纯度。
25.作为优选方案，所述气体纯度检测组件为气体分析仪。
26.作为优选方案，所述水电解制氢装置还包括：
27.控制器，所述控制器用于接收所述气体纯度检测组件的检测结果，并根据所述检测结果控制所述水电解制氢装置执行预设动作。
28.一种水电解制氢装置的气体纯度检测方法，应用于如上所述的水电解制氢装置，包括如下步骤：
29.当所述气体纯度检测组件的数量与所述电解槽的数量相等时，各所述气体纯度检测组件分别检测对应的所述电解槽排出气体的纯度；
30.当所述气体纯度检测组件的数量小于所述电解槽的数量时，共用的所述气体纯度检测组件分时检测与之连通的每台所述电解槽排出气体的纯度，共用所述气体纯度检测组件之外的所述气体纯度检测组件分别检测对应的所述电解槽排出气体的纯度。
31.作为优选方案，共用的所述气体纯度检测组件分时检测与之连通的每台所述电解槽排出气体的纯度时，包括如下步骤：
32.将其中一台所述电解槽排出的气体通入共用的所述气体纯度检测组件中，当所述气体纯度检测组件进行气体检测的时长达到预设时长后，依次将下一台所述电解槽排出的气体通入所述气体纯度检测组件中，直至最后一台所述电解槽排出的气体通入所述气体纯度检测组件中，依次重复操作。
33.作为优选方案，当共用同一所述气体纯度检测组件的多台所述电解槽中有所述电解槽停机时，能够跳过停机的所述电解槽依次对下一台所述电解槽排出的气体进行气体纯度检测。
34.作为优选方案，当所述水电解制氢装置中途停机时，所述水电解制氢装置能够记录共用同一所述气体纯度检测组件的并且当前正进行气体纯度检测的所述电解槽，当所述水电解制氢装置重新开机时，所述水电解制氢装置从被记录的所述电解槽开始进行气体纯度检测。
35.作为优选方案，当所述气体纯度检测组件检测到气体的纯度不合格时，所述水电解制氢装置执行预设动作。
36.本发明的有益效果：
37.本发明提供的水电解制氢装置，当气体纯度检测组件的数量与电解槽的数量相等时，各气体纯度检测组件分别用于检测相应电解槽排出气体的纯度；当气体纯度检测组件的数量小于电解槽的数量时，电解槽中至少两台电解槽共用一个气体纯度检测组件，气体纯度检测组件能够单独检测每台电解槽排出气体的纯度。使得该水电解制氢装置能够监控各台电解槽排出气体的纯度，当电解排出的气体纯度不合格时能够快速定位出现问题的电解槽，并监控各台电解槽性能的衰减程度，针对性地对出现问题的电解槽进行检查维修，避免出现安全隐患，保证了水电解制氢装置工作的安全性能。此外，因气体纯度检测组件直接检测电解槽排出气体的纯度，相比于检测经过气液分离系统后的气体，直接针对一个电解槽排出的少量气体进行检测，只要电解槽排出的气体纯度不合格便可以快速地检测出来，并且也缩短了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，故该水电解制氢装置也提高了气体纯度检测的速度，从而便于更快速地定位出现问题的电解槽，更加安全高效。
38.本发明提供的水电解制氢装置的气体纯度检测方法，应用于上述水电解制氢装置，能够监控各台电解槽排出气体的纯度，当电解排出的气体纯度不合格时能够快速定位出现问题的电解槽，并监控各台电解槽性能的衰减程度，针对性地对出现问题的电解槽进行检查维修，避免出现安全隐患，保证了水电解制氢装置工作的安全性能。同时，也可提高气体纯度检测的速度，从而便于更快速地定位出现问题的电解槽，更加安全高效。
附图说明
39.图1是本发明实施例一提供的水电解制氢装置的结构示意图一；
40.图2是本发明实施例一提供的水电解制氢装置的结构示意图二；
41.图3是本发明实施例一提供的水电解制氢装置的结构示意图三；
42.图4是本发明实施例一提供的水电解制氢装置的结构示意图四；
43.图5是本发明实施例一提供的水电解制氢装置的结构示意图五；
44.图6是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图一；
45.图7是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图二；
46.图8是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图三；
47.图9是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图四；
48.图10是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图五；
49.图11是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图六；
50.图12是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图七；
51.图13是本发明实施例二提供的水电解制氢装置的结构示意图八；
52.图14是本发明实施例三提供的水电解制氢装置的气体纯度检测方法的主要流程图。
53.图中：
54.1、电解槽；2、氢气分离器；3、气体纯度检测组件；4、氢气排出管；40、氢气支管；41、氢气排出总管；42、氢气排出分支管；5、检测分支管；6、分液罐；7、氧气分离器；8、氧气排出管；80、氧气支管；81、氧气排出总管；82、氧气排出分支管；9、切断阀。
具体实施方式
55.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
56.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
59.实施例一
60.如图1所示，本实施例提供了一种水电解制氢装置，主要包括氢气分离器2、氧气分离器7以及至少一台电解槽1，其中，每台电解槽1中电解排出的氢气均能够如图中箭头方向所示排入氢气分离器2中以进行气液分离，气液分离后的氢气能够从氢气分离器2中排入下一个工序中，气液分离后的液体在氢气分离器2中能够循环流回电解槽1中，每台电解槽1中电解排出的氧气均能够如图中箭头方向所示排入氧气分离器7中以进行气液分离，气液分离后的氧气能够从氧气分离器7中排入下一个工序中，气液分离后的液体在氧气分离器7中能够循环流回电解槽1中。当设置多台电解槽1时，大大提高了水电解制氢的效率，本实施例
以设置两台电解槽1为例进行说明。此外，需要说明的是，氢气分离器2和氧气分离器7进行气液分离的结构和原理属于现有技术，在此便不再赘述。
61.在现有技术中，为了提高水电解制氢的效率，通常将多台电解槽1并联，共同进行水电解制氢工作。且为了保证气体分析仪对氢气纯度检测的准确性，通常将气体分析仪设置在气液分离系统的出口管路上，使得产出的所有氢气混合并经气液分离后再进行气体纯度分析。然而，因检测的是所有电解槽1产出氢气混合后的气体，导致气体纯度不合格时无法得知是哪台电解槽1所致，从而无法准确把握各台电解槽1的性能，无法及时对电解槽1进行针对性地维修检查，容易造成一定的安全隐患和事故风险。此外，由于气液分离系统内汇聚的是多台电解槽1产出的气体，故气体量较大，当其中混有少量的纯度不合格的气体时，检测结果很难反应出来，必须是混有纯度不合格的气体达到一定量之后检测结果才能反应出来，所以检测存在滞后性，检测速度较慢，并且将气体分析仪设置在气液分离系统的出口管路上，使得气体先经过气液分离系统后再进行检测，增加了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，大大降低了检测速度。
62.为了解决上述问题，如图1～图5所示，本实施例提供的水电解制氢装置还包括至少一个气体纯度检测组件3，气体纯度检测组件3的数量小于或等于电解槽1的数量。当气体纯度检测组件3的数量与电解槽1的数量相等时，各气体纯度检测组件3分别用于检测相应电解槽1排出气体的纯度；当气体纯度检测组件3的数量小于电解槽1的数量时，电解槽1中至少两台电解槽1共用一个气体纯度检测组件3，气体纯度检测组件3能够单独检测每台电解槽1排出气体的纯度。从而实时监控各台电解槽1排出气体的纯度，当电解排出的气体纯度不合格时能够快速定位出现问题的电解槽1，并实时监控各台电解槽1性能的衰减程度，针对性地对出现问题的电解槽1进行检查维修，避免出现安全隐患，保证了水电解制氢装置工作的安全性能。此外，因气体纯度检测组件3直接检测电解槽1排出气体的纯度，相比于检测经过气液分离系统后的气体，直接针对一个电解槽1排出的少量气体进行检测，只要电解槽1排出的气体纯度不合格便可以快速地检测出来，并且也缩短了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，故也提高了气体纯度检测的速度，从而便于更快速地定位出现问题的电解槽1，更加安全高效。
63.需要说明的是，在本实施例中，气体纯度检测组件3的数量与电解槽1的数量相等，本实施例以两台电解槽1和两个气体纯度检测组件3为例进行说明。每台电解槽1上均连通有一个气体纯度检测组件3，以使气体纯度检测组件3检测对应的电解槽1气体排出口处排出的气体的纯度。通过直接对电解槽1气体排出口处排出的气体进行气体纯度检测，从而只针对一个电解槽1排出的少量气体进行检测，只要电解槽1排出的气体纯度不合格便可以快速地检测出来，也缩短了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，大大提高了气体纯度检测的速度，从而便于更快速地定位出现问题的电解槽1，更加安全高效。
64.此外，水电解制氢装置还包括控制器，控制器用于接收气体纯度检测组件3的检测结果，并根据检测结果控制水电解制氢装置执行预设动作。具体而言，预设动作可以为报警警示，也可以为某个电解槽1的停机动作，也可以是保证某个电解槽1的正常工作。在本实施例中，每个气体纯度检测组件3均与水电解制氢装置内部的控制器信号连接，当其中任意一个气体纯度检测组件3检测到气体的纯度不合格时，该气体纯度检测组件3能够将对应的信号传输给控制器，控制器进行报警警示并控制该气体纯度检测组件3对应检测的电解槽1停
机。在本实施例中，气体纯度检测组件3为气体分析仪，气体分析仪具有精测灵敏、便于安装的优点。
65.在本实施例中，水电解制氢装置还包括气体排出管，气体排出管包括气体排出总管以及气体排出分支管，每台电解槽1上均连接有气体排出分支管，每根气体排出分支管的排气端均与气体排出总管相导通，气体排出总管与分离器相导通，分离器可以为氢气分离器2和/或氧气分离器7，气体排出分支管能够与气体纯度检测组件3相导通。
66.在本实施例中，如图1和图2所示，气体排出管包括氢气排出管4和氧气排出管8，相对应地，氢气排出管4包括氢气排出总管41以及氢气排出分支管42，氧气排出管8包括氧气排出总管81以及氧气排出分支管82，每台电解槽1上均连接有氢气排出分支管42和氧气排出分支管82，每根氢气排出分支管42的排气端均与氢气排出总管41相导通，氢气排出总管41与氢气分离器2相导通，每台电解槽1排出的氢气通过对应的氢气排出分支管42汇总至氢气排出总管41中，最终通过氢气排出总管41流到氢气分离器2中。每根氧气排出分支管82的排气端均与氧气排出总管81相导通，氧气排出总管81与氧气分离器7相导通，每台电解槽1排出的氧气通过对应的氧气排出分支管82汇总至氧气排出总管81中，最终通过氧气排出总管81流到氧气分离器7中。需要说明的是，在本实施例中，如图1所示，气体纯度检测组件3可以检测电解槽1排出氢气的纯度，对应地，每根氢气排出分支管42均能够与对应的一个气体纯度检测组件3相导通，从而使得气体纯度检测组件3检测电解槽1排出氢气的纯度，从而监控各台电解槽1性能的衰减程度。在本实施例中，如图2所示，气体纯度检测组件3也可以检测电解槽1排出氧气的纯度，对应地，每根氧气排出分支管82均能够与对应的一个气体纯度检测组件3相导通，从而使得气体纯度检测组件3检测电解槽1排出氧气的纯度，从而监控各台电解槽1性能的衰减程度。需要说明的是，在其他实施例中，气体纯度检测组件3也可以通过同时检测氢气和氧气的纯度来监控各台电解槽1性能的衰减程度。
67.此外，在本实施例中，如图3和图4所示，氢气排出管4和氧气排出管8也可以设计成单根排气管的形式，不设置分支管，即每台电解槽1上均连接有排气管，每根排气管的排气端均与分离器相连通，分离器可以为氢气分离器2和/或氧气分离器7。对应地，每台电解槽1上均连接有氢气排出管4和氧气排出管8，每根氢气排出管4的排气端均与氢气分离器2相连通，每根氧气排出管8的排气端均与氧气分离器7相连通。同样地，在本实施例中，气体纯度检测组件3可以检测电解槽1排出氢气的纯度，对应地，如图3所示，每根氢气排出管4均能够与对应的一个气体纯度检测组件3相导通，从而使得气体纯度检测组件3检测电解槽1排出氢气的纯度，从而监控各台电解槽1性能的衰减程度。在本实施例中，如图4所示，气体纯度检测组件3也可以检测电解槽1排出氧气的纯度，对应地，每根氧气排出管8均能够与对应的一个气体纯度检测组件3相导通，从而使得气体纯度检测组件3检测电解槽1排出氧气的纯度，从而监控各台电解槽1性能的衰减程度。
68.此外，在本实施例中，如图5所示，也可以在每台电解槽1上均开设有气体检测口，气体检测口能够与对应的一个气体纯度检测组件3相导通。该设置方式将气体纯度检测组件3直接接在电解槽1上，无需连通在气体排出管上，进一步缩短了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，提高了对气体纯度的检测速度，从而可以更加快速地定位各个电解槽1的状态，更加安全高效。需要说明的是，在本实施例中，气体检测口排出的气体可以为氢气，也可以为氧气，本实施例对气体检测口排出的气体的形式不做具体的限定。
69.优选地，如图1～图5所示，水电解制氢装置还包括切断阀9，氢气排出管4和氧气排出管8上均安装有切断阀9，当其中一个电解槽1出现故障或需要维修时，水电解制氢装置内部的控制器可将该电解槽1对应的氢气排出管4和氧气排出管8通过对应的切断阀9进行切断，从而保证其他正常电解槽1的正常工作。当出现问题的电解槽1修好后，水电解制氢装置内部的控制器控制切断阀9将对应的氢气排出管4和氧气排出管8导通。具体而言，在本实施例中，如图1、图2和图5所示，当氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式时，每个氢气排出分支管42和每个氧气排出分支管82上均安装有切断阀9。在本实施例中，如图3和图4所示，当氢气排出管4和氧气排出管8为单根排气管的形式时，每根氢气排出管4和每根氧气排出管8上均安装有切断阀9。
70.在本实施例中，如图1～图5所示，水电解制氢装置还包括检测分支管5，气体纯度检测组件3设置在检测分支管5上，以使气体纯度检测组件3通过检测分支管5与对应的电解槽1导通。具体而言，如图1所示，当氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式，并且气体纯度检测组件3对氢气的纯度进行检测时，每个氢气排出分支管42上均连通有检测分支管5。如图2所示，当氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式，并且气体纯度检测组件3对氧气的纯度进行检测时，每个氧气排出分支管82上均连通有检测分支管5。如图3所示，当氢气排出管4和氧气排出管8为单根排气管的形式，并且气体纯度检测组件3对氢气的纯度进行检测时，每根氢气排出管4上均连通有检测分支管5。如图4所示，当氢气排出管4和氧气排出管8为单根排气管的形式，并且气体纯度检测组件3对氧气进行纯度检测时，每根氧气排出管8上均连通有检测分支管5。如图5所示，当气体纯度检测组件3与气体检测口相导通时，每台电解槽1上的气体检测口上均连通有检测分支管5。
71.优选地，在本实施例中，如图1～图5所示，水电解制氢装置还包括分液罐6，分液罐6设置在检测分支管5上，并且分液罐6位于气体纯度检测组件3的上游，以使检测分支管5中的气体经过分液罐6的气液分离后进入气体纯度检测组件3中，保证了气体纯度检测组件3检测的准确性。分液罐6分离后的液体可直接排出水电解制氢装置，也可以收集后进行回收利用。需要说明的是，由于气体纯度检测组件3入口的流量较小，电解槽1中减压后的仅有一小部分气体进入检测分支管5中，因此经过气体纯度检测组件3检测分析后的气体可直接排出。在其他实施例中，经过气体纯度检测组件3检测分析后的气体也可回收起来。此外，需要说明的是，由于分液罐6仅针对一个电解槽1排出的气体，再加上气体纯度检测组件3入口的流量较小，因此分液罐6的容量可以设置地较小，使得气体纯度检测组件3仅针对一小部分气体进行检测，进一步提高了气体纯度检测组件3的检测速度。
72.实施例二
73.本实施例提供的水电解制氢装置与实施例一基本相同，本实施例提供的水电解制氢装置与实施例一的不同之处在于：气体纯度检测组件3的数量小于电解槽1的数量，电解槽1中至少两台电解槽1共用一个气体纯度检测组件3，气体纯度检测组件3能够单独检测每台电解槽1排出气体的纯度。
74.需要说明的是，在本实施例中，共用的气体纯度检测组件3能够按照时序控制轮流
对与之连通的每台电解槽1气体排出口处排出的气体进行气体纯度检测。由于气体纯度检测组件3的数量小于电解槽1的数量，减少了对气体纯度检测组件3的使用数量，节省了整个水电解制氢装置的投资成本，降低了生产成本，大大提升了水电解制氢装置的实用性。
75.本实施例主要以两台电解槽1共用一个气体纯度检测组件3为例进行说明。如图6～图13所示，共用同一气体纯度检测组件3的每台电解槽1到气体纯度检测组件3连通的管路上均设置有切断阀9，控制器与各个切断阀9信号连接，当需要检测其中一个电解槽1排出气体的纯度时，控制器控制被检测的电解槽1到气体纯度检测组件3连通的管路上的切断阀9打开，并控制其余的电解槽1到气体纯度检测组件3连通的管路上的切断阀9关闭，以使被检测的电解槽1排出的气体通过相应的管路通入气体纯度检测组件3中，使得气体纯度检测组件3单独对被检测的电解槽1进行气体纯度检测。
76.需要说明的是，本实施例对气体排出管的具体形式以及对气体检测的种类不做具体的限定。在本实施例中，可以如图6～图9所示，氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式。也可以如图10～图13所示，氢气排出管4和氧气排出管8均为单根排气管的形式。
77.具体而言，如图6所示，当氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式，并且气体纯度检测组件3对氧气的纯度进行检测时，在各个氧气排出分支管82上均连通有一根氧气支管80，并且各个氧气支管80均与检测分支管5相连通，然后在各个氧气支管80上设置切断阀9，当需要检测其中一个电解槽1排出气体的纯度时，控制器控制被检测的电解槽1氧气支管80上的切断阀9打开，以使被检测的电解槽1排出的氧气依次通过氧气排出分支管82和氧气支管80后进入到检测分支管5中，在检测分支管5中的氧气经过分液罐6的气液分离后通入气体纯度检测组件3中，实现对被检测电解槽1排出的氧气进行纯度检测。在本实施例中，如图7所示，相对于图6中的结构而言，也可以将检测分支管5上的分液罐6去除，然后在各个氧气支管80上设置分液罐6。本实施例对分液罐6的具体设置位置不做具体的限定，只要保证气体在通入气体纯度检测组件3之前进入到分液罐6中即可。
78.如图8所示，当氢气排出管4为氢气排出总管41和氢气排出分支管42的形式，氧气排出管8为氧气排出总管81和氧气排出分支管82的形式，并且气体纯度检测组件3对氢气的纯度进行检测时，在各个氢气排出分支管42上均连通有一根氢气支管40，并且各个氢气支管40均与检测分支管5相连通，然后在各个氢气支管40上设置切断阀9，当需要检测其中一个电解槽1排出气体的纯度时，控制器控制被检测的电解槽1氢气支管40上的切断阀9打开，以使被检测的电解槽1排出的氢气依次通过氢气排出分支管42和过氢气支管40后进入到检测分支管5中，在检测分支管5中的氢气经过分液罐6的气液分离后通入气体纯度检测组件3中，实现对被检测电解槽1排出的氢气进行纯度检测。在本实施例中，如图9所示，相对于图8中的结构而言，也可以将检测分支管5上的分液罐6去除，然后在各个氢气支管40上设置分液罐6。本实施例对分液罐6的具体设置位置不做具体的限定，只要保证气体在通入气体纯度检测组件3之前进入到分液罐6中即可。
79.如图10所示，当氢气排出管4和氧气排出管8均为单根排气管的形式，并且气体纯度检测组件3对氧气的纯度进行检测时，在各个氧气排出管8上均连通有一根氧气支管80，并且各个氧气支管80均与检测分支管5相连通，然后在各个氧气支管80上设置切断阀9，当
需要检测其中一个电解槽1排出气体的纯度时，控制器控制被检测的电解槽1氧气支管80上的切断阀9打开，以使被检测的电解槽1排出的氧气依次通过氧气排出管8和氧气支管80后进入到检测分支管5中，在检测分支管5中的氧气经过分液罐6的气液分离后通入气体纯度检测组件3中，实现对被检测电解槽1排出的氧气进行纯度检测。在本实施例中，如图11所示，相对于图10中的结构而言，也可以将检测分支管5上的分液罐6去除，然后在各个氧气支管80上设置分液罐6。本实施例对分液罐6的具体设置位置不做具体的限定，只要保证气体在通入气体纯度检测组件3之前进入到分液罐6中即可。
80.如图12所示，当氢气排出管4和氧气排出管8均为单根排气管的形式，并且气体纯度检测组件3对氢气的纯度进行检测时，在各个氢气排出管4上均连通有一根氢气支管40，并且各个氢气支管40均与检测分支管5相连通，然后在各个氢气支管40上设置切断阀9，当需要检测其中一个电解槽1排出气体的纯度时，控制器控制被检测的电解槽1氢气支管40上的切断阀9打开，以使被检测的电解槽1排出的氢气依次通过氢气排出管4和过氢气支管40后进入到检测分支管5中，在检测分支管5中的氢气经过分液罐6的气液分离后通入气体纯度检测组件3中，实现对被检测电解槽1排出的氢气进行纯度检测。在本实施例中，如图13所示，相对于图12中的结构而言，也可以将检测分支管5上的分液罐6去除，然后在各个氢气支管40上设置分液罐6。本实施例对分液罐6的具体设置位置不做具体的限定，只要保证气体在通入气体纯度检测组件3之前进入到分液罐6中即可。
81.实施例三
82.如图14所示，本实施例还提供了一种水电解制氢装置的气体纯度检测方法，应用于上述实施例提供的水电解制氢装置，包括如下步骤：
83.当气体纯度检测组件3的数量与电解槽1的数量相等时，各气体纯度检测组件3分别检测对应的电解槽1排出气体的纯度；
84.当气体纯度检测组件3的数量小于电解槽1的数量时，共用的气体纯度检测组件3分时检测与之连通的每台电解槽1排出气体的纯度，共用气体纯度检测组件3之外的气体纯度检测组件3分别检测对应的电解槽1排出气体的纯度。
85.上述水电解制氢装置的气体纯度检测方法能够监控各台电解槽1排出气体的纯度，当电解排出的气体纯度不合格时能够快速定位出现问题的电解槽1，并监控各台电解槽1性能的衰减程度，针对性地对出现问题的电解槽1进行检查维修，避免出现安全隐患，保证了水电解制氢装置工作的安全性能。此外，因气体纯度检测组件3直接检测电解槽1排出气体的纯度，相比于检测经过气液分离系统后的气体，直接针对一个电解槽1排出的少量气体进行检测，只要电解槽1排出的气体纯度不合格便可以快速地检测出来，并且也缩短了气体从排出到检测所需经过的管道的长度，故也提高了气体纯度检测的速度，从而便于更快速地定位出现问题的电解槽1，更加安全高效。
86.共用的气体纯度检测组件3分时检测与之连通的每台电解槽1排出气体的纯度时，包括如下步骤：
87.将其中一台电解槽1排出的气体通入共用的气体纯度检测组件3中，当气体纯度检测组件3进行气体检测的时长达到预设时长后，依次将下一台电解槽1排出的气体通入气体纯度检测组件3中，直至最后一台电解槽1排出的气体通入气体纯度检测组件3中，依次重复操作。需要说明的是，当多台电解槽1中有电解槽1停机时，能够跳过停机的电解槽1依次对
下一台电解槽1排出的气体进行气体纯度检测。
88.此外，当水电解制氢装置中途停机时，水电解制氢装置能够记录共用同一气体纯度检测组件3的并且当前正进行气体纯度检测的电解槽1，当水电解制氢装置重新开机时，水电解制氢装置从被记录的电解槽1开始进行气体纯度检测，直至最后一个电解槽1被检测完后方才完成一个循环，然后回到最初的第一个电解槽1进行气体检测。
89.在本实施例中，当气体纯度检测组件3检测到气体的纯度不合格时，水电解制氢装置执行预设动作。需要说明的是，该预设动作可以为报警警示，也可以为停机动作，也可以是上述两种操作同时进行。在本实施例中，当气体纯度检测组件3检测到气体的纯度不合格时，气体纯度检测组件3对应检测的电解槽1停机。具体而言，当气体纯度检测组件3检测到气体的纯度不合格时，气体纯度检测组件3能够将对应的信号传输给控制器，控制器进行报警警示，并控制该气体纯度检测组件3对应检测的电解槽1上连通的氧气排出管8上的切断阀9、氢气排出管4上的切断阀9、氧气支管80上的切断阀9以及氢气支管40上的切断阀9闭合，将该电解槽1直接切出系统，保证该电解槽1不影响整个装置的正常工作，同时避免损坏的电解槽1带来安全风险。
90.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种水电解制氢装置，其特征在于，包括：至少一台电解槽(1)和至少一个气体纯度检测组件(3)，所述气体纯度检测组件(3)的数量小于或等于所述电解槽(1)的数量；所述气体纯度检测组件(3)的数量与所述电解槽(1)的数量相等时，各所述气体纯度检测组件(3)分别用于检测相应所述电解槽(1)排出气体的纯度；所述气体纯度检测组件(3)的数量小于所述电解槽(1)的数量时，所述电解槽(1)中至少两台所述电解槽(1)共用一个所述气体纯度检测组件(3)，所述气体纯度检测组件(3)能够单独检测每台所述电解槽(1)排出气体的纯度。2.根据权利要求1所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述气体纯度检测组件(3)的数量与所述电解槽(1)的数量相等时，每台所述电解槽(1)均对应连通有一个所述气体纯度检测组件(3)，以使所述气体纯度检测组件(3)检测对应的所述电解槽(1)气体排出口处排出的所述气体的纯度。3.根据权利要求1所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述气体纯度检测组件(3)的数量小于所述电解槽(1)的数量时，共用的所述气体纯度检测组件(3)能够按照时序控制轮流对与之连通的每台所述电解槽(1)气体排出口处排出的所述气体进行气体纯度检测。4.根据权利要求3所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置还包括：切断阀(9)，共用同一所述气体纯度检测组件(3)的每台所述电解槽(1)到所述气体纯度检测组件(3)连通的管路上均设置有所述切断阀(9)；当需要检测其中一个所述电解槽(1)排出气体的纯度时，将被检测的所述电解槽(1)对应的所述切断阀(9)打开，其余的所述电解槽(1)对应的所述切断阀(9)关闭，以使被检测的所述电解槽(1)排出的所述气体通入所述气体纯度检测组件(3)中。5.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置还包括：气体分离器，被配置收集所述电解槽(1)排出的气体，并对收集的所述气体进行气液分离；以及排气管，每台所述电解槽(1)上均连接有所述排气管，每根所述排气管的排气端均与所述气体分离器相连通，并且每根所述排气管均能够与所述气体纯度检测组件(3)相导通。6.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置还包括：气体分离器，被配置收集所述电解槽(1)排出的气体，并对收集的所述气体进行气液分离；以及气体排出管，所述气体排出管包括气体排出总管以及气体排出分支管，每台所述电解槽(1)上均连接有所述气体排出分支管，每根所述气体排出分支管的排气端均与所述气体排出总管相导通，所述气体排出总管与所述气体分离器相导通，所述气体排出分支管能够与所述气体纯度检测组件(3)相导通。7.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，每台所述电解槽(1)上均开设有气体检测口，所述气体检测口能够与所述气体纯度检测组件(3)相导通。8.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置还包括：
分液罐(6)，所述电解槽(1)排出的所述气体经过所述分液罐(6)的气液分离后进入所述气体纯度检测组件(3)中。9.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述气体纯度检测组件(3)能够单独检测每台所述电解槽(1)排出的氢气和/或氧气的纯度。10.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述气体纯度检测组件(3)为气体分析仪。11.根据权利要求1～4任一项所述的水电解制氢装置，其特征在于，所述水电解制氢装置还包括：控制器，所述控制器用于接收所述气体纯度检测组件(3)的检测结果，并根据所述检测结果控制所述水电解制氢装置执行预设动作。12.一种水电解制氢装置的气体纯度检测方法，其特征在于，应用于权利要求1～11任一项所述的水电解制氢装置，包括如下步骤：当所述气体纯度检测组件(3)的数量与所述电解槽(1)的数量相等时，各所述气体纯度检测组件(3)分别检测对应的所述电解槽(1)排出气体的纯度；当所述气体纯度检测组件(3)的数量小于所述电解槽(1)的数量时，共用的所述气体纯度检测组件(3)分时检测与之连通的每台所述电解槽(1)排出气体的纯度，共用所述气体纯度检测组件(3)之外的所述气体纯度检测组件(3)分别检测对应的所述电解槽(1)排出气体的纯度。13.根据权利要求12所述的水电解制氢装置的气体纯度检测方法，其特征在于，共用的所述气体纯度检测组件(3)分时检测与之连通的每台所述电解槽(1)排出气体的纯度时，包括如下步骤：将其中一台所述电解槽(1)排出的气体通入共用的所述气体纯度检测组件(3)中，当所述气体纯度检测组件(3)进行气体检测的时长达到预设时长后，依次将下一台所述电解槽(1)排出的气体通入所述气体纯度检测组件(3)中，直至最后一台所述电解槽(1)排出的气体通入所述气体纯度检测组件(3)中，依次重复操作。14.根据权利要求12所述的水电解制氢装置的气体纯度检测方法，其特征在于，当共用同一所述气体纯度检测组件(3)的多台所述电解槽(1)中有所述电解槽(1)停机时，能够跳过停机的所述电解槽(1)依次对下一台所述电解槽(1)排出的气体进行气体纯度检测。15.根据权利要求12所述的水电解制氢装置的气体纯度检测方法，其特征在于，当所述水电解制氢装置中途停机时，所述水电解制氢装置能够记录共用同一所述气体纯度检测组件(3)的并且当前正进行气体纯度检测的所述电解槽(1)，当所述水电解制氢装置重新开机时，所述水电解制氢装置从被记录的所述电解槽(1)开始进行气体纯度检测。16.根据权利要求12所述的水电解制氢装置的气体纯度检测方法，其特征在于，当所述气体纯度检测组件(3)检测到气体的纯度不合格时，所述水电解制氢装置执行预设动作。

技术总结

本发明涉及水电解制氢技术领域，尤其涉及一种水电解制氢装置及其气体纯度检测方法。该水电解制氢装置包括至少一台电解槽和至少一个气体纯度检测组件，气体纯度检测组件的数量小于或等于电解槽的数量。气体纯度检测组件的数量与电解槽的数量相等时，各气体纯度检测组件分别用于检测相应电解槽排出气体的纯度；气体纯度检测组件的数量小于电解槽的数量时，电解槽中至少两台电解槽共用一个气体纯度检测组件，气体纯度检测组件能够单独检测每台电解槽排出气体的纯度。水电解制氢装置的气体纯度检测方法，应用于上述水电解制氢装置，提高了气体纯度检测组件对电解槽排出气体检测的速度，快速定位出现问题的电解槽，保证了水电解制氢装置的安全性能。制氢装置的安全性能。制氢装置的安全性能。