一种PEM电解槽的水处理系统的制作方法

本技术实施例涉及水电解制氢领域，特别涉及一种pem电解槽的水处理系统。

背景技术：

1、在pem（质子交换膜）水电解制氢系统中，配套的纯水处理系统对电解过程的稳定与效率具有关键影响。pem水电解作为绿氢制备的主流技术路线之一，对进入电解槽的水质有严格要求。在实际运行过程中，电解系统内部可能因金属组件溶蚀、颗粒物脱落或补给水带入杂质等原因，导致电解内循环水中微量离子浓度升高、固体颗粒物积聚等水质恶化现象。为维持电解槽高性能与长期稳定性，必须对循环水进行持续净化。

2、在现有技术中，普遍采用离子交换树脂（如抛光树脂）对循环水及补给水进行处理，以去除其中的阳离子、阴离子及悬浮颗粒等杂质。然而，该处理方式存在明显不足：水中的杂质离子易使树脂迅速饱和、交换容量下降，需频繁更换或再生处理；加之抛光树脂本身成本较高，失效后又属于危险废弃物，处理流程复杂、费用昂贵。实际工程应用上，电解水内循环系统通过氢侧水排放保持系统水质稳定，因该股水质较差全部排放到污水系统，导致水耗较大且随排水损失了该股水携带的压力能，致使整个水处理系统的运行成本显著增加，制约了pem水电解技术的大规模推广应用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种pem电解槽的水处理系统，用以解决现有技术中pem电解制氢系统通过抛光树脂直接处理电解内循环水中微量离子及颗粒物等杂质时，抛光树脂易饱和、系统运行成本高的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种pem电解槽的水处理系统，包括：第一缓冲罐、电除盐edi单元、抛光树脂罐、第二缓冲罐、浓水处理单元；所述第一缓冲罐、电除盐edi单元、抛光树脂罐依次连接；所述第二缓冲罐连接于所述edi单元的浓水输出端，且通过所述浓水处理单元连接至所述第一缓冲罐；所述pem电解槽的氢侧排水和所述edi单元输出的浓水进入所述第二缓冲罐，经过所述浓水处理单元处理后进入所述第一缓冲罐；所述pem电解槽的氧侧排水和新鲜补给水进入所述第一缓冲罐，所述第一缓冲罐中的水依次经过所述edi单元、所述抛光树脂罐处理后得到用于供给所述pem电解槽的纯水。

3、在本实用新型实施例中，所述浓水处理单元包括反渗透单元和中和罐，所述第二缓冲罐中的水依次经过所述中和罐和所述反渗透单元处理后进入所述第一缓冲罐。

4、在本实用新型实施例中，所述水处理系统还包括中间水罐和第一压力提升泵，所述中间水罐连接于所述edi单元，且通过所述第一压力提升泵连接至所述抛光树脂罐；所述第一缓冲罐中的水经过所述edi单元处理后进入所述中间水罐，所述中间水罐中的水经过所述第一压力提升泵升压后进入所述抛光树脂罐。

5、在本实用新型实施例中，所述中间水罐还连接于所述氧侧排水的排水口，其中，所述氧侧排水的一部分进入所述第一缓冲罐，另一部分进入所述中间水罐。

6、在本实用新型实施例中，所述水处理系统还包括过滤器；所述edi单元的进水管路、所述抛光树脂罐的进水管路以及所述抛光树脂罐的出水管路上分别设置有所述过滤器，所述过滤器用于截留颗粒杂质。

7、在本实用新型实施例中，所述水处理系统还包括氧侧循环水支路、氢侧循环水支路；所述氧侧循环水支路设有第一能量回收器，所述第一能量回收器用于将pem电解槽输出的高压状态的所述氧侧排水降压后排入第一缓冲罐，并将常压状态的所述纯水升压后送回pem电解槽，所述氧侧排水的压力能被转移至所述纯水；所述氢侧循环水支路设有第二能量回收器，所述第二能量回收器将pem电解槽输出的高压状态的所述氢侧排水降压后排入第二缓冲罐，并将常压状态的所述纯水升压后送回pem电解槽，所述氢侧排水的压力能被转移至所述纯水。

8、在本实用新型实施例中，所述第一能量回收器和所述第二能量回收器通过同一条回送路径将所述纯水送回至所述pem电解槽，所述回送路径上设置有压力提升泵，以将所述纯水升压至满足所述pem电解槽工作需求。

9、在本实用新型实施例中，所述氧侧循环水支路还包括气液分离罐，所述气液分离罐用于将所述pem电解槽氧侧输出的气水混合物进行气液分离，将分离出的水相部分分为两股水流，其中一股水流作为氧侧排水输出至第一能量回收器，另一股作为氧侧回流水送回所述pem电解槽。

10、在本实用新型实施例中，所述气液分离罐上设置有水流调节阀，用于控制所述氧侧排水和所述氧侧回流水的比例。

11、在本实用新型实施例中，所述水处理系统还包括一个或多个水质检测器，所述水质检测器被设置在水流路径上，用于监测并上报水质数据。

12、本实用新型的上述实施例与现有技术相比，至少可以具有以下一个或多个有益效果：

13、通过设置依次连接第一缓冲罐、电除盐edi单元和抛光树脂罐，对pem电解槽的氧侧排水和新鲜补给水处理后得到用于供给pem电解槽的纯水，设置第二缓冲罐连接edi单元的浓水输出端，浓水处理单元连接第二缓冲罐，对pem电解槽的氢侧排水和edi单元输出的浓水处理后与氧侧排水和新鲜补给水混合，从而在pem电解制氢过程中通过低成本的edi单元和浓水处理单元除去循环水中的离子态和颗粒物杂质，避免对后续精处理的抛光树脂罐造成损害，实现延长设备使用寿命，降低水处理成本。

1.一种pem电解槽的水处理系统，其特征在于，包括：第一缓冲罐、电除盐edi单元、抛光树脂罐、第二缓冲罐、浓水处理单元；

2.根据权利要求1所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述浓水处理单元包括反渗透单元和中和罐，所述第二缓冲罐中的水依次经过所述中和罐和所述反渗透单元处理后进入所述第一缓冲罐。

3.根据权利要求1或2所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统还包括中间水罐和第一压力提升泵，所述中间水罐连接于所述edi单元，且通过所述第一压力提升泵连接至所述抛光树脂罐；

4.根据权利要求3所述的pem电解槽的水处理系统，所述中间水罐还连接于所述氧侧排水的排水口，其中，所述氧侧排水的一部分进入所述第一缓冲罐，另一部分进入所述中间水罐。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统还包括过滤器；

6.根据权利要求1至3中任一项所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统还包括氧侧循环水支路、氢侧循环水支路；

7.根据权利要求6所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述第一能量回收器和所述第二能量回收器通过同一条回送路径将所述纯水送回至所述pem电解槽，所述回送路径上设置有第二压力提升泵，以将所述纯水升压至满足所述pem电解槽工作需求。

8.根据权利要求6所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述氧侧循环水支路还包括气液分离罐，所述气液分离罐用于将所述pem电解槽氧侧输出的气水混合物进行气液分离，将分离出的水相部分分为两股水流，其中一股水流作为氧侧排水输出至第一能量回收器，另一股作为氧侧回流水送回所述pem电解槽。

9.根据权利要求8所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述气液分离罐上设置有水流调节阀，用于控制所述氧侧排水和所述氧侧回流水的比例。

10.根据权利要求1所述的pem电解槽的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统还包括一个或多个水质检测器，所述水质检测器被设置在水流路径上，用于监测并上报水质数据。