太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统

1.本发明涉及太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，属于水电解制氢、除湿技术领域。


背景技术：

2.溶液除湿的工作原理是利用溶液经过降温后表面蒸汽分压力很低，高吸水性的特点，再通过特殊设计的喷淋装置使溶液与湿空气充分接触完成热湿的交换，从而大量吸收空气中的水分。溶液浓度引起的传质推动力是除湿过程稳定运行的重要保证。当溶液浓度较高时，溶液可以有效的吸收空气中的水蒸汽，但溶液浓度也因此下降，需要经过浓缩处理，重新获得吸湿能力，以循环进行空气除湿。吸湿溶液的浓缩、重新获得吸湿能力的过程称为溶液再生过程。溶液再生过程是溶液除湿的关键过程，其热质交换过程直接影响除湿效果。常见的再生方式普遍利用热能再生，但系统的热能再生效率低下，且利用低品位热能，造成了较大的能源浪费。
3.本发明针对以上问题，提出了太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，利用光伏电解水制氢技术制取氢气，同时电解池代替溶液再生器，通过电解氨水溶液中的水将稀溶液再生成浓溶液，再进入除湿器除湿。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统。
5.为实现上述目的本发明采用如下技术方案：太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，包括电解池、除湿器、第一洗气塔、第二洗气塔、节流阀、溶液泵；电解池利用光伏发电系统提供的电力电解氨水溶液，其阳级气体出口和阴级气体出口与第一洗气塔的气体入口和第二洗气塔的气体入口相连，第一洗气塔的氨水溶液出口经调节阀与电解池的第一稀溶液入口相连，第一洗气塔的氨水溶液出口经调节阀与电解池的第二稀溶液入口相连，电解池的浓溶液出口经节流阀与除湿器的浓溶液入口相连，除湿器的稀溶液出口经熔液泵和调节阀与电解池的第三稀溶液入口相连。
6.优选地，所述电解池内内电解质溶液为氨水，水电解产生的氧气和氢气随着逸出的氨气分别进入第一洗气塔和第二洗气塔，经洗气后分离出氧气和氢气。
7.优选地，所述第一洗气塔和第二洗气塔分别将从电解池流入气体中的氧气和氢气分离出来，流出的氨水溶液被回收至电解池。
8.优选地，所述所述除湿器利用从电解池流出的浓溶液对潮湿空气进行除湿，并将除湿后的空气送入需要室内。
9.优选地，所述所述电解池所需的电能可由各种可再生能源发电系统提供。
10.优选地，所述电解池所需电能由太阳能光伏发电系统提供。
11.优选地，所述电解池电解水制取氢气的同时进行溶液再生。
12.本发明的工作原理在于：太阳能光伏发电系统提供电力，电解质溶液为氨水，由于溶液中铵根离子不放电，因此水被电解，阳极产物氧气及逸出的氨气进入第一洗气塔，利用氨气易溶于水的特点将气体中的氧气分离出来，形成的氨水溶液被回收至电解池；水电解的阴极产物氢气及逸出的氨气进入第二洗气塔分离气体中的氢气，形成的氨水溶液被回收至电解池；电解池内水被电解后溶液浓度升高，氨水稀溶液从而再生为浓溶液，从电解池流出的浓溶液经节流阀进入除湿器，在除湿器内与潮湿空气在水蒸气分压力差的作用下进行热质交换进而达到除湿效果，从除湿器流出的稀溶液经熔液泵和调节阀流入电解池。
13.本发明的有益效果
14.(1)本发明利用太阳能光伏电解水制氢，有效利用可再生能源，解决可再生能源发电过剩、发电间歇性的问题，对环境友好。
15.(2)利用电解氨水溶液中的水，提高溶液浓度实现溶液再生，是一种新型的溶液再生思路。
附图说明
16.图1是本发明的总体结构示意图。其中有：1-电解池，11-阳级气体出口，12-阴级气体出口，13-第一稀溶液入口，14-第二稀溶液入口，15-浓溶液出口，16-第三稀溶液入口(16)，2-第一洗气塔，21-气体入口，22-氨水溶液出口，23-进液口，3-第二洗气塔，31-气体入口，32-氨水溶液出口，33-进液口，4-溶液泵，5-除湿器，51-浓溶液入口，52-稀溶液出口，6-调节阀，7-节流阀。
17.具体实施方法
18.下面结合实施例及附图，对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方案不限于此实施例。
19.参照图1，说明本实施方案。本实施方案所述的1.太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，包括电解池1、除湿器5、第一洗气塔2、第二洗气塔3、节流阀7、溶液泵4；电解池1利用光伏发电系统提供的电力电解氨水溶液，其阳级气体出口11和阴级气体出口12与第一洗气塔2的气体入口21和第二洗气塔3的气体入口31相连，第一洗气塔2的氨水溶液出口22经调节阀8与电解池1的第一稀溶液入口13相连，第一洗气塔3的氨水溶液出口32经调节阀9与电解池(1)的第二稀溶液入口14相连，电解池1的浓溶液出口15经节流阀7与除湿器5的浓溶液入口51相连，除湿器5的稀溶液出口52经熔液泵4和调节阀6与电解池1的第三稀溶液入口16相连。
20.所述电解池1内电解质溶液为氨水，由于溶液中铵根离子不放电，因此水被电解，生成的氧气和氢气以及逸出的氨气分别进入第一洗气塔2和第二洗气塔3，经洗气后分离出氧气和氢气。
21.所述第一洗气塔2和第二洗气塔3分别将从电解池流入气体中的氧气和氢气分离出来，流出的氨水溶液被回收至电解池1。
22.所述所述除湿器5利用从电解池1流出的浓溶液对潮湿空气进行除湿，并将除湿后的空气送入需要室内。
23.所述所述电解池1所需的电能可由太阳能光伏发电系统等各种可再生能源发电系统提供。
24.太阳能光伏发电系统提供电力，电解池1内电解质溶液为氨水，由于溶液中铵根离子不放电，因此水被电解，阳极产物氧气及逸出的氨气进入第一洗气塔2，利用氨气易溶于水的特点将气体中的氧气分离出来，形成的氨水溶液被回收至电解池1；水电解的阴极产物氢气及逸出的氨气进入第二洗气塔3分离气体中的氢气，形成的氨水溶液被回收至电解池1；电解池1内水被电解后将氨水稀溶液再生为浓溶液，从电解池1流出的浓溶液经节流阀7进入除湿器5，在除湿器5内与潮湿空气在水蒸气分压力差的作用下进行热质交换进而达到除湿效果，从除湿器5流出的稀溶液经熔液泵4和调节阀6流入电解池1。
25.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于：包括电解池(1)、除湿器(5)、第一洗气塔(2)、第二洗气塔(3)、节流阀(7)、溶液泵(4)；电解池(1)利用光伏发电系统提供的电力电解氨水溶液，其阳级气体出口(11)和阴级气体出口(12)与第一洗气塔(2)的气体入口(21)和第二洗气塔(3)的气体入口(31)相连，第一洗气塔(2)的氨水溶液出口(22)经调节阀(8)与电解池(1)的第一稀溶液入口(13)相连，第一洗气塔(3)的氨水溶液出口(32)经调节阀(9)与电解池(1)的第二稀溶液入口(14)相连，电解池(1)的浓溶液出口(15)经节流阀(7)与除湿器(5)的浓溶液入口(51)相连，除湿器(5)的稀溶液出口(52)经熔液泵(4)和调节阀(6)与电解池(1)的第三稀溶液入口(16)相连。2.根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述电解池(1)内电解质溶液为氨水，水电解产生的氧气和氢气随着逸出的氨气分别进入第一洗气塔(2)和第二洗气塔(3)，经洗气后分离出氧气和氢气。3.根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述第一洗气塔(2)和第二洗气塔(3)分别将从电解池(1)流入气体中的氧气和氢气分离出来，流出的氨水溶液被回收至电解池(1)。4.根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述除湿器(5)利用从电解池(1)流出的浓溶液对潮湿进行除湿，并将除湿后的干燥空气送入室内。5.根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述电解池(1)所需的电能可由各种可再生能源发电系统提供。6.根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述电解池(1)所需电能由太阳能光伏发电系统提供。根据权利要求1所述的太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其特征在于，所述电解池(1)电解水制取氢气的同时进行溶液再生。

技术总结
本发明公开了太阳能发电联合水电解制氢和建筑环境除湿系统，其包括电解池、除湿器、第一洗气塔、第二洗气塔、节流阀、溶液泵，利用太阳能光伏发电系统为水电解提供电力，在制取氢气的同时由于氨水溶液中的水被电解使溶液浓度升高，电解产物氧气和氢气随着逸出的氨气分别进入第一洗气塔和第二洗气塔，将气体中的氧气或氢气分离出来；电解池内水被电解后将氨水稀溶液再生为浓溶液，从电解池流出的浓溶液经节流阀进入除湿器，在除湿器内与潮湿空气进行热质交换进而达到除湿效果，从除湿器流出的稀溶液经熔液泵和调节阀进入电解池。本发明利用太阳能光伏电解水制氢，同时通过电解氨水溶液中的水提高溶液浓度，实现溶液再生。实现溶液再生。实现溶液再生。


技术研发人员：刘宏波 张琼德 石强强 唐烁
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/19