本發(fā)明屬于電解水制氫檢測設備，具體涉及一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)及使用方法。

背景技術：

1、在電解水制氫技術中，水質對制氫效率和氫氣品質有著直接而關鍵的影響。目前，電解水制氫技術廣泛應用于工業(yè)和能源領域，但由于不同水質條件下的電解特性差異，導致氫氣的產生效率和純度存在較大的波動?，F(xiàn)有的電解水制氫系統(tǒng)往往忽視了水質對制氫過程的影響，這不僅限制了電解效率的提升，也影響了氫氣的品質，進而制約了其在清潔能源領域的廣泛應用。

2、水質中的雜質，如礦物質、微生物、有機物質等，會改變電解液的電導率和ph值，進而影響電解效率。例如，高硬度水質中的鈣鎂離子會形成沉淀，堵塞電極表面，降低電解效率；而有機物質的存在可能會在電解過程中產生副產物，影響氫氣的純度。此外，電解過程中產生的熱量也會對水質產生影響，如溫度升高可能導致水的電導率變化，進一步影響電解效率?，F(xiàn)有的水質檢測系統(tǒng)和方法主要集中在飲用水和廢水處理領域，針對電解水制氫過程中水質特性的實時監(jiān)測和調控技術尚處于起步階段。缺乏一套能夠精準檢測水質變化，并實時評估其對電解水制氫效率和氫氣品質影響的系統(tǒng)，限制了水質調控技術在電解水制氫過程中的應用。因此，開發(fā)一種能夠實時監(jiān)測水質變化，并準確評估其對電解水制氫影響的系統(tǒng)，對于提升電解水制氫效率和氫氣品質，推動其在清潔能源領域的應用具有重要意義。

3、因此，為解決上述問題，本發(fā)明設計了一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)及使用方法，以在實驗室規(guī)模級別以及低成本的情況下，實現(xiàn)水質對電解水制氫影響評價，為工業(yè)電解水制氫提供直接數(shù)據(jù)支持，為擴展電解水水源問題提供依據(jù)。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)及使用方法，能夠通過實驗室級設備評價水質對工業(yè)級規(guī)模電解水制氫影響，可以為擴展電解水水源問題提供依據(jù)，進一步降低制氫成本，同時本發(fā)明還提供了一種水質對電解水制氫影響的檢測系統(tǒng)的使用方法；解決了現(xiàn)有技術存在的不同水質在電解水制氫過程中的應用可行性評價的問題。

2、為實現(xiàn)上述對于不同水質情況對于電解水制氫效果的影響的研究的目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、本發(fā)明提供第一種方案：一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)，包括：

4、罐體；

5、單電解池電解制氫系統(tǒng)，設置在罐體的氫氣進入端，且與罐體連通；

6、分析檢測系統(tǒng)，設置在罐體的氫氣排出端，且與罐體連通；

7、廢氣放空管路，設置在罐體的廢棄氣排出端，且與罐體連通；

8、惰性氣體吹掃系統(tǒng)，包括：

9、惰性氣體瓶，通過惰性氣體供給管路一與惰性氣體控壓罐、單電解池電解制氫系統(tǒng)和收集系統(tǒng)分別連通；

10、惰性氣體控壓罐，通過惰性氣體供給管路二與罐體和收集系統(tǒng)分別連通。

11、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，單電解池電解制氫系統(tǒng)包括：

12、單電解池，以及與單電解池連接的：

13、進液補液管路，設置在單電解池的補液端，包括補液水管和液體罐，補液水管設置在單電解池與液體罐之間，且在補液水管的管路上設置有第一控制閥和液體泵；

14、氫純化管路，設置在單電解池的氫氣排出端，包括氫氣排出管路，氫氣排出管路設置在單電解池與罐體之間，且在氫氣排出管路上設置有氫純化分離器和第三控制閥；

15、單電解池電解制氫系統(tǒng)還包括：

16、與單電解池連接的氧氣排空管路，氧氣排空管路上設有第二控制閥。

17、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)還包括收集系統(tǒng)，收集系統(tǒng)設置在單電解池電解制氫系統(tǒng)的氫純化管路上，且與氫純化管路的氫氣排出管路連通，包括：

18、氫氣收集管路，設置于氫氣排出管路與氫氣加壓筒之間，且氫氣收集管路的氫氣輸入端與氫純化分離器與第三控制閥之間的氫氣排出管路連接，排出端與氫氣加壓筒連接，且在氫氣收集管路上設置有第四控制閥和單向閥；

19、氫氣收集罐，通過氫氣管道與氫氣加壓筒連接，且在氫氣管道上設置有第五控制閥；

20、單電解池電解制氫系統(tǒng)的氫純化管路上還設有氫氣排空管路，氫氣排空管路的氫氣輸入端與氫純化分離器與第三控制閥之間的氫氣排出管路連接，氫氣排空管路設有第十七控制閥。

21、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，惰性氣體供給管路一的惰性氣體輸入端與惰性氣體瓶連接，惰性氣體輸出端的兩支路分別與單電解池和惰性氣體控壓罐連接；且在與單電解池連接的支路上設置有第十六控制閥；在與惰性氣體控壓罐連接的支路上設置有第十三控制閥。

22、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，惰性氣體供給管路二的一端與惰性氣體控壓罐的惰性氣體排出端連接，另一端與罐體的惰性氣體補充端連接，且在惰性氣體供給管路二的管路上還設置有第九控制閥、第一壓力表和第十一控制閥，且在第九控制閥與第十一控制閥之間的管路上還設置惰性氣體控壓管路和加壓送氣管路；惰性氣體控壓管路的另一端與惰性氣體控壓罐連通，加壓送氣管路設置在惰性氣體控壓管路的氫氣輸出端，且與氫氣加壓筒連通，第一壓力表設置在第九控制閥與惰性氣體控壓管路之間的管路上；且在加壓送氣管路上還設置有第十四控制閥，加壓送氣管路還與惰性氣體瓶的惰性氣體輸出端支路連接，且在惰性氣體輸出端支路上設置有第十五控制閥。

23、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，惰性氣體控壓管路包括高壓卸荷電磁閥，以及設置在惰性氣體輸送調控管路上的第八控制閥和第十控制閥；高壓卸荷電磁閥設置在惰性氣體供給管路二的管路上，且與惰性氣體輸送調控管路的惰性氣體輸入端連接，惰性氣體輸送調控管路的輸出端與惰性氣體控壓罐連通。

24、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，第八控制閥與第十控制閥之間的惰性氣體輸送調控管路的旁路上還設置有加壓旁路，加壓旁路上設置有電機、第十二控制閥和惰性氣體調控罐，所述第十二控制閥設置在惰性氣體調控罐的進氣端。

25、在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，分析檢測系統(tǒng)包括：

26、色譜儀，通過檢測端氫氣導管與罐體的連通，且在檢測端氫氣導管上設置有第六控制閥；電腦，與色譜儀電連接；

27、廢氣放空管路還設置有第七控制閥和第二壓力表。

28、本發(fā)明提供第二種方案：一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

29、步驟一：氣密性檢查

30、關閉系統(tǒng)所有控制閥，同時打開第十六控制閥、第三控制閥控制閥至整個體系壓力值為0.12mpa，憋壓30分鐘，觀看第二壓力表的數(shù)值變化；

31、步驟二：惰性氣體吹掃

32、關閉系統(tǒng)所有控制閥，打開第十六控制閥、第三控制閥、第七控制閥對系統(tǒng)進行吹掃，吹掃時長5分鐘，后先關閉第七控制閥，第十六控制閥，最后關閉第三控制閥；

33、步驟三：電解制氫

34、關閉系統(tǒng)所有控制閥，同時打開第二控制閥和第十七控制閥，打開第一控制閥和液體泵，將直流電及待測液體通入單電解池，經過化學反應得到氫氣與氧氣，氧氣經氧氣排空管路排空，氫氣經第十七控制閥管路排空；

35、步驟四：采樣測試

36、同時關閉第四控制閥，打開第三控制閥，維持時間1分鐘，關閉第三控制閥，打開第四控制閥，開啟同時開啟第十一控制閥和第六控制閥，將氫氣樣品吹入色譜儀中。

37、本發(fā)明提供第三種方案：一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

38、步驟一：氣密性檢查

39、關閉系統(tǒng)所有控制閥，同時打開第十六控制閥、第三控制閥控制閥至整個體系壓力值為0.12mpa，憋壓30分鐘，觀看第二壓力表的數(shù)值變化；

40、步驟二：惰性氣體吹掃

41、關閉系統(tǒng)所有控制閥，打開第十六控制閥、第三控制閥、第七控制閥對系統(tǒng)進行吹掃，吹掃時長5分鐘，后先關閉第七控制閥，第十六控制閥，最后關閉第三控制閥；

42、步驟三：電解制氫

43、關閉系統(tǒng)所有控制閥，同時打開第二控制閥和第十七控制閥，打開第一控制閥和液體泵，將直流電及待測液體通入單電解池，經過化學反應得到氫氣與氧氣，氧氣經氧氣排空管路排空，氫氣經第十七控制閥管路排空；

44、步驟四：氫氣收集

45、打開第四控制閥、單向閥氫氣進入氫氣加壓筒，打開第五控制閥、第十五控制閥，高壓惰性氣體推動活塞將氫氣壓入氫氣收集罐，活塞因彈簧而復位；

46、步驟五：采樣測試

47、同時關閉第四控制閥，打開第三控制閥，維持時間1分鐘，關閉第三控制閥，打開第四控制閥，開啟同時開啟第十一控制閥和第六控制閥，將氫氣樣品吹入色譜儀中。

48、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)及使用方法，具備以下有益效果：

49、本發(fā)明設計了一種實驗室級別水質對電解水制氫影響檢測系統(tǒng)，包括單電解池電解制氫系統(tǒng)、罐體、分析檢測系統(tǒng)、惰性氣體吹掃系統(tǒng)和收集系統(tǒng)，在使用時，能夠：

50、（1）提升電解效率：通過精準控制和監(jiān)測水質，避免雜質對電解效率的影響，提高氫氣的產生效率；

51、（2）促進水質調控：為水質調控技術在電解水制氫過程中的應用提供數(shù)據(jù)支持，通過實時數(shù)據(jù)反饋，優(yōu)化水質調控策略；

52、（3）推動清潔能源發(fā)展：通過提升電解水制氫的效率和氫氣品質，促進氫能作為清潔能源的廣泛應用，為可持續(xù)能源發(fā)展貢獻力量；

53、同時，本系統(tǒng)能夠以低成本方式實現(xiàn)水質對電解水制氫影響評價，避免了直接在工業(yè)裝置上進行評價，造成制氫工業(yè)裝置毀壞將帶來不可估量的損失；本系統(tǒng)所使用小面積電解池所獲得的數(shù)據(jù)，完全可用于指導工業(yè)生產，為擴展電解水水源問題提供依據(jù)。