本发明涉及电池,特别是涉及一种电化学氢泵提纯性能测试系统及方法。
背景技术:
1、燃料电池是将燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。随着氢能行业的持续发展,氢气提纯的工艺受到了人们的持续关注。使用电化学氢泵提纯氢气属于成本较低的一种方法,但是,目前市面上缺少能够实现准确测试的电化学氢泵提纯性能测试系统及方法,不能动态调节电化学氢泵入口气体的参数(例如会导致混合气体的比例控制不够准确),导致电化学氢泵提纯效率测试的精度大打折扣;而且,电化学氢泵运行时,进气杂气的浓度不断提高,导致电化学氢泵的性能降低,限制了电化学氢泵的使用,使得电化学氢泵很难被应用起来。
技术实现思路
1、基于此,本发明实施例提供一种电化学氢泵提纯性能测试系统及方法,旨在解决市面上缺少能够实现准确测试的电化学氢泵提纯性能测试系统及方法、不能动态调节电化学氢泵入口气体的参数、导致电化学氢泵的性能降低、限制了电化学氢泵的使用等技术问题。通过本申请,能够在不同工况下完成电化学氢泵的提纯性能测试。
2、为实现上述目的,一方面,本发明实施例提出如下技术方案:一种电化学氢泵提纯性能测试系统,包括氢气罐、第一比例阀、杂气罐、第二比例阀、混气罐、直流电源、氢气回收罐、换热器、加热水箱、数据采控装置和电化学氢泵;所述氢气罐、所述第一比例阀、所述混气罐和所述电化学氢泵依次连接;所述第二比例阀分别与所述杂气罐、所述混气罐连接;所述电化学氢泵分别与所述直流电源、所述氢气回收罐、所述换热器、所述数据采控装置连接;所述加热水箱与所述换热器连接。
3、作为优选的实施方式,所述第一比例阀与所述混气罐之间设置有第一电磁三通阀;所述第一电磁三通阀分别与所述混气罐、所述第一比例阀、所述第二比例阀连接。
4、作为优选的实施方式,所述第一比例阀与所述第一电磁三通阀之间设置有第一气体流量计,所述第一气体流量计分别与所述第一比例阀、所述第一电磁三通阀连接。
5、作为优选的实施方式,所述第二比例阀与所述第一电磁三通阀之间设置有第二气体流量计,所述第二气体流量计分别与所述第二比例阀、所述第一电磁三通阀连接。
6、作为优选的实施方式,所述混气罐与所述电化学氢泵之间设置有加湿罐;所述加湿罐分别与所述混气罐、所述电化学氢泵连接。
7、作为优选的实施方式,所述加湿罐与所述电化学氢泵之间设置有第一温压传感器和湿度传感器;所述湿度传感器分别与所述第一温压传感器、所述电化学氢泵连接,所述第一温压传感器与所述加湿罐连接。
8、作为优选的实施方式,所述电化学氢泵与所述氢气回收罐之间设置有第二电磁三通阀,所述第二电磁三通阀分别与所述电化学氢泵、所述氢气回收罐连接。
9、作为优选的实施方式,所述电化学氢泵与所述第二电磁三通阀之间设置有干燥管和第三气体流量计,所述干燥管分别与所述电化学氢泵、所述第三气体流量计连接;所述第三气体流量计与所述第二电磁三通阀连接。
10、作为优选的实施方式,所述干燥管与所述第三气体流量计之间设置有第二温压传感器,所述第二温压传感器分别与所述干燥管、所述第三气体流量计连接。
11、作为优选的实施方式,所述第二电磁三通阀与缓冲罐连接,所述缓冲罐与气体分析仪连接;
12、所述第二电磁三通阀与所述氢气回收罐之间设置有电磁开关阀,所述电磁开关阀分别与所述第二电磁三通阀、所述氢气回收罐连接。
13、作为优选的实施方式,所述换热器与所述加热水箱之间设置有第三电磁三通阀,所述第三电磁三通阀分别与所述换热器、所述加热水箱连接。
14、作为优选的实施方式,所述第三电磁三通阀与水泵连接,所述水泵与所述电化学氢泵连接。
15、作为优选的实施方式,所述水泵与所述电化学氢泵之间设置有温度传感器,所述温度传感器分别与所述水泵、所述电化学氢泵连接。
16、作为优选的实施方式,所述电化学氢泵与排气阀连接,所述排气阀与大气连接。
17、作为优选的实施方式,所述排气阀与所述电化学氢泵之间设置有第三温压传感器,所述第三温压传感器分别与所述电化学氢泵、所述排气阀连接;
18、所述排气阀为采用闭环控制的排气阀。
19、作为优选的实施方式,所述电化学氢泵与巡检仪连接。
20、另一方面,本发明实施例还提供一种电化学氢泵提纯性能测试方法,所述电化学氢泵提纯性能测试方法通过所述电化学氢泵提纯性能测试系统实现。
21、作为优选的实施方式,所述电化学氢泵提纯性能测试方法包括如下步骤:
22、s01、在数据采控装置内设置参数;
23、s02、启动所述电化学氢泵提纯性能测试系统;
24、s03、当所述电化学氢泵提纯性能测试系统的系统参数达到步骤s01的设置参数时,启动直流电源;直流电源拉载电流至设置电流参数;
25、s04、干燥管对电化学氢泵的出口气体进行干燥,气体分析仪对干燥管干燥的气体进行气体组分分析,氢气回收罐对干燥管干燥的气体进行回收;
26、s05、数据采控装置进行数据采集并对采集数据进行数据分析。
27、作为优选的实施方式,步骤s01中,
28、所述参数包括氢气与杂气混合的比例、混合气体的流量、混合气体的湿度、混合气体的温度、混合气体的压力、电化学氢泵的拉载电流、电化学氢泵的温度、电化学氢泵出口气体的压力以及电化学氢泵出口气体的温度等参数。
29、相对于现有技术,本申请实施例具有如下技术效果:通过本申请的测试系统,能够在不同工况下实现电化学氢泵的提纯性能测试,使得开发者能够准确了解电化学氢泵的性能,为后续电化学氢泵的研究提供有力的帮助。本申请的排气阀采用闭环控制排气阀,通过压力和电压综合判断电化学氢泵的实时性能,能够保证电化学氢泵的稳定运行。通过设置混气罐,能够使气体混合更加均匀,有效防止因混合气体进行电化学氢泵时混合不均匀而导致电化学氢泵的性能急剧下降的情况。通过本申请测试系统,能够根据实际需要动态调节电化学氢泵入口气体的参数,有效提高电化学氢泵的性能,大大降低了电化学氢泵的使用限制,能够在不同工况下进行电化学氢泵的提纯性能测试。
1.一种电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,包括氢气罐、第一比例阀、杂气罐、第二比例阀、混气罐、直流电源、氢气回收罐、换热器、加热水箱、数据采控装置和电化学氢泵;所述氢气罐、所述第一比例阀、所述混气罐和所述电化学氢泵依次连接;所述第二比例阀分别与所述杂气罐、所述混气罐连接;所述电化学氢泵分别与所述直流电源、所述氢气回收罐、所述换热器、所述数据采控装置连接;所述加热水箱与所述换热器连接。
2.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述第一比例阀与所述混气罐之间设置有第一电磁三通阀;所述第一电磁三通阀分别与所述混气罐、所述第一比例阀、所述第二比例阀连接。
3.根据权利要求2所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述第一比例阀与所述第一电磁三通阀之间设置有第一气体流量计,所述第一气体流量计分别与所述第一比例阀、所述第一电磁三通阀连接。
4.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述第二比例阀与所述第一电磁三通阀之间设置有第二气体流量计,所述第二气体流量计分别与所述第二比例阀、所述第一电磁三通阀连接。
5.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述混气罐与所述电化学氢泵之间设置有加湿罐;所述加湿罐分别与所述混气罐、所述电化学氢泵连接;
6.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述电化学氢泵与所述氢气回收罐之间设置有第二电磁三通阀,所述第二电磁三通阀分别与所述电化学氢泵、所述氢气回收罐连接;
7.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述换热器与所述加热水箱之间设置有第三电磁三通阀,所述第三电磁三通阀分别与所述换热器、所述加热水箱连接;
8.根据权利要求1所述的电化学氢泵提纯性能测试系统,其特征在于,所述电化学氢泵与排气阀连接,所述排气阀与大气连接;
9.一种电化学氢泵提纯性能测试方法,其特征在于,所述电化学氢泵提纯性能测试方法通过权利要求1至8任一项所述的电化学氢泵提纯性能测试系统实现。
10.根据权利要求9所述的电化学氢泵提纯性能测试方法,其特征在于,所述电化学氢泵提纯性能测试方法包括如下步骤: