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申请/专利权人：新疆石油管理局有限公司;中国石油天然气集团有限公司

摘要：本发明提供了一种中压PEM电解水制氢系统及其压力控制方法，该系统包括纯水箱、PEM电解槽、氢气除水装置、供电装置以及压力控制单元，纯水箱为PEM电解槽供水，PEM电解槽的出氢口连接氢气除水装置，供电装置与PEM电解槽电连接，所述压力控制单元至少包括阳极压力调节装置和阴极压力调节装置，阳极压力调节装置设置于PEM电解槽出水口与纯水箱回水口之间，阴极压力调节装置设置于PEM电解槽的出氢口。本发明采用包括增压泵、压力变送器和压力调节阀在内的阴、阳极压力控制单元，利用双PID调节器联合调控，通过维持阴、阳极压差在0.1‑0.5MPa安全范围内，较差压式PEM电解水制氢，可以有效降低氢气跨膜渗透速率，氧中氢含量低于0.5%，解决氢气跨膜渗透导致的安全风险。

主权项：1.一种中压PEM电解水制氢系统，包括纯水箱（1）、PEM电解槽（2）、氢气除水装置（3）、供电装置（4）和双PID调节单元，所述纯水箱（1）用于储存原料水，并为PEM电解槽（2）供水，PEM电解槽（2）的出氢口连接氢气除水装置（3），所述供电装置（4）与PEM电解槽（2）连接，为PEM电解槽（2）提供直流电；其特征在于：该系统还包括压力控制单元，所述压力控制单元至少包括阳极压力调节装置和阴极压力调节装置，所述阳极压力调节装置设置于PEM电解槽（2）出水口与纯水箱（1）回水口之间，用以检测并调节PEM电解槽（2）的出水或出氧压力；所述阴极压力调节装置设置于PEM电解槽（2）的出氢口，用以检测并调节PEM电解槽（2）的出氢压力；所述阳极压力调节装置包括阳极压力变送器（5）和阳极压力调节阀（6），所述阳极压力调节阀（6）入口端连接PEM电解槽（2）出水口，所述阳极压力调节阀（6）出口端连接纯水箱（1）回水口，所述阳极压力变送器（5）安装于PEM电解槽（2）出水口与阳极压力调节阀（6）入口端间的管道上；所述阴极压力调节装置包括阴极压力变送器（7）和阴极压力调节阀（8），所述阴极压力变送器（7）安装于PEM电解槽（2）出氢口与氢气除水装置（3）入口端间的管道上，所述阴极压力调节阀（8）入口端连接氢气除水装置（3）的出口端，阴极压力调节阀（8）出口端连接产品氢管道；所述双PID调节单元包括第一PID调节器（10）和第二PID调节器（11），所述第一PID调节器（10）信号输入端连接阴极压力变送器（7）的信号输出端，第一PID调节器（10）信号输出端连接阴极压力调节阀（8）的信号输入端；所述第二PID调节器（11）信号输入端连接阳极压力变送器（5）、阴极压力变送器（7）的信号输出端，第二PID调节器（11）信号输出端与阳极压力调节阀（6）的信号输入端相连接；利用双PID调节单元联合调控，可维持PEM电解槽（2）阴、阳极压差在0.1-0.5MPa安全范围内，具体方法为：a.将阴极压力偏差值输入第一PID调节器（10），第一PID调节器（10）经过运算后得出当前时刻的实际控制信号值，将阀门开度信号输出给阴极压力调节阀（8）；b.将压差偏差值输入第二PID调节器（11），第二PID调节（11）经过运算后得出当前时刻的实际控制信号值，将阀门开度信号输出给阳极压力调节阀（6）。

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