氯碱工艺
氯碱工艺流程

氯碱工艺流程
氯碱工艺是一种重要的化学工业生产流程,它主要用于生产氯气、氢气和氢氧化钠。
这些化学品在工业生产和日常生活中都有着广泛的
应用,因此氯碱工艺的生产对于现代社会的发展具有非常重要的意义。
氯碱工艺的流程主要分为三步:电解、水解和蒸发结晶。
在电解过程中,将氯化钠放入电解池中,并加入适量的水,然后
施加电流来进行电解反应。
这个过程中,氯化钠分解成了氯气和氢气,同时在电极上生成了氢氧化钠。
整个电解过程的化学反应如下:
2 NaCl + 2 H₂O → Cl₂ + H₂ + 2 NaOH
在水解过程中,将刚刚生成的氢氧化钠与适量的水混合。
这个过
程中,氢氧化钠与水反应生成更多的氢氧化钠,同时释放出热。
化学
反应如下:
NaOH + H₂O → Na⁺ + OH⁻ + Heat
最后,在蒸发结晶过程中,将反应所得的溶液进行蒸发,使其浓缩,然后进行结晶,从而得到氢氧化钠的固体结晶体。
整个氯碱工艺流程需要仔细精确的操作和控制,才能保证生产出
高质量的化学品。
在实际操作中,需要考虑到许多因素,如温度、浓度、电流等等,以使产品的质量和产量达到最优化的状态。
总之,氯碱工艺是一项非常重要的工业生产流程,能够生产出许多重要的化学品。
在进行氯碱工艺时,需要细心认真的操作和控制,从而保证产品的质量和产量。
这一流程的应用在化学工业和日常生活中都有着广泛的用途,因此,氯碱工艺的发展和研究必将在未来发挥着越来越重要的作用。
氯碱的生产技术和处理方法

氯碱的生产技术和处理方法氯碱是重要的化工原料,在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
本文将从氯碱的生产技术和处理方法两方面详细介绍。
一、氯碱的生产技术氯碱的生产主要包括氯气、氢气和氢氧化钠(或氯化钠)的制备过程。
1. 氯气的制备氯气的制备有电解氯化钠法、氯化氢和氯化亚铁法等。
(1)电解氯化钠法电解氯化钠法是最常用的氯气制备工艺,利用盐水(氯化钠溶液)进行电解。
该法广泛应用于氯碱工业中。
反应方程式为:2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2(2)氯化氢和氯化亚铁法氯化氢和氯化亚铁法利用氯化亚铁和氯化氢的反应制备氯气。
反应方程式为:FeCl2 + 2HCl -> H2 + Cl2 + FeCl32. 氢气的制备氢气的制备主要有氢氧化钠法和盐酸铁法两种方式。
(1)氢氧化钠法氢氧化钠法是最常用的制备氢气的方法。
通过氢氧化钠与铝的反应,生成氢气。
反应方程式为:2NaOH + 2Al -> 3H2 + 2NaAlO2(2)盐酸铁法盐酸铁法通过盐酸与铁的反应制备氢气。
反应方程式为:2HCl + Fe -> H2 + FeCl23. 氢氧化钠(或氯化钠)的制备氢氧化钠的制备有水合锰矿石法和电解氯化钠法两种方式。
(1)水合锰矿石法水合锰矿石法是最常用的制备氢氧化钠的方法,通过水合锰矿石与氢氧化钠的反应制备。
反应方程式为:2NaOH + MnO2 -> Na2MnO4 + H2O(2)电解氯化钠法氯化钠经过电解处理后,可以得到氢氧化钠和氯气。
反应方程式为:2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2二、氯碱的处理方法在氯碱的生产过程中,产生的废水和废气需要进行处理,以减少对环境的影响。
1. 废水的处理氯碱废水中主要含有氯化物、氢氧化钠和其他杂质,需要经过中和、沉淀、脱水等步骤进行处理。
常用的废水处理方法包括重金属沉淀法、离子交换法、等温蒸馏法等。
3电解(氯碱)工艺概述、反应方程式及关键设备

电解(氯碱)工艺概述及反应方程式
1.电解(氯碱)工艺
电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个电极上所引起的化学变化称为电解反应,涉及电解反应的工艺过程为电解(氯碱)工艺。
典型工艺有电解饱和食盐水溶液的方法来制取烧碱、氯气和氢气。
2.电解(氯碱)反应
电解饱和食盐水溶液时,在盐水循环经阳极室、低浓度碱液循环经阴极室时,阳极是Cl-放电、阴极是H+放电,阳极室放出氯气,阴极室放出氢气,并产生氢氧化钠溶液。
(1)阳极反应:2Cl--2e→Cl2
(2)阴极反应:2H2O+2e→H2+2OH-
(3)总反应:2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+ H2
3.电解(氯碱)工艺的关键设备
电解(氯碱)工艺的关键设备包括电解槽及附属单元,主要包括电解槽、阳极液循环槽、阴极液循环槽、盐水高位槽、碱液高位槽等。
4.电解(氯碱)工艺的重点监控单元
电解(氯碱)工艺的重点监控单元为电解反应及附属单元,电解反应及附属单元重点监控电解槽液位、电流和电压、进出物料流量、温度和压力,可燃和有毒气体浓度,原料中铵含量,氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)等。
氯碱工艺的生产工艺

氯碱工艺的生产工艺
氯碱工艺是一种生产氯碱产品(氯气、氢气、氢氧化钠和氯化氢)的工艺。
下面是氯碱工艺的一般生产工艺流程:
1. 原料准备:氯碱工艺的主要原料是盐和水。
盐是通过海水或地下盐水提取的,经过净化和浓缩处理后得到质量合格的氯化钠溶液。
2. 电解槽电解:将氯化钠溶液引入电解槽,通过电解过程将氯化钠分解成氯气和氢气。
在电解槽中,使用膜或水合性的离子交换质子膜将产生的氯气和氢气分开。
3. 氢气处理:从电解槽中收集分离出的氢气,并进行必要的处理和净化。
这些处理可能包括除去杂质、压缩和储存等。
4. 氯气处理:从电解槽中收集分离出的氯气,并进行必要的处理和净化。
这些处理可能包括除去杂质、压缩和储存等。
5. 水处理:将剩余的产物溶液回收并进行处理。
通常,这些溶液中含有氢氧化钠和氯化氢。
通过将氯化氢与水反应,可以生成氢氧化钠。
同时,也可以通过逆向离子交换的方法来提取纯度较高的氢氧化钠。
6. 产品处理和分离:将生产的氯气、氢气、氢氧化钠和氯化氢进行相应的处理
和分离。
这可能包括去除杂质、纯化、压缩和储存等工艺。
7. 废水和废气处理:为了保护环境,对生产过程中产生的废水和废气进行处理。
这可能包括废水处理和气体吸收等工艺。
以上是氯碱工艺的一般生产工艺流程。
不同的氯碱生产厂商可能有所不同,但大体上都是基于上述的工艺进行生产。
氯碱工艺流程

氯碱工艺流程氯碱工艺是生产氯碱化工产品的一种重要工艺,主要包括电解法和化学法两种。
下面是一个典型的氯碱工艺流程。
首先是氯碱电解法。
这是目前最常用的氯碱工艺,主要是通过电解盐水来制取氯气、氢气和氢氧化钠。
具体步骤如下:1. 盐水制备:将海水经过处理,除去杂质,使其达到制备盐水的要求。
待盐水处理好后,进入蓄盐池。
2. 预处理:将蓄盐池中的盐水送入预处理系统,通过过滤、絮凝、沉淀等工序,去除悬浮物、胶体物质、杂质等。
3. 进料:经过预处理的盐水进入电解槽。
4. 电解:在电解槽中,盐水被电解成氯气和氢气。
电解槽内有阳极和阴极,通过施加适当的电压,使得氯离子在阳极上失去电子转化为氯气,而水在阴极上还原为氢气。
5. 收集和分离:氯气和氢气经过收集系统,分别收集和储存。
而生成的碱液则通过电解槽底部的出口流出。
6. 碱液处理:产生的碱液进入碱液处理系统进行处理,通过回收、浓缩等工序,将其纯化并得到高纯度的氢氧化钠产品。
化学法是另一种氯碱工艺,主要是通过化学反应来制取氯气、氢气和氢氧化钠。
具体步骤如下:1. 盐酸生产:首先,将盐石和浓硫酸进行反应,生成盐酸气体。
2. 还原:将盐酸和金属在反应器中反应,产生氯气和相应的金属盐。
3. 加热分解:将金属盐加热分解,生成金属氧化物。
4. 中和:将金属氧化物与水反应,生成氢氧化钠。
5. 酸化:将氢氧化钠与酸反应,生成质量浓度较高的氢氧化钠溶液。
6. 浓缩和过滤:将氢氧化钠溶液进行浓缩,去除其中的杂质,并将其过滤。
7. 干燥和粉碎:将过滤后的氢氧化钠进行干燥,然后粉碎,最终得到氢氧化钠产品。
以上是一个典型的氯碱工艺流程,根据具体工厂的要求和生产条件,可能会有一些细节上的差异。
随着技术的不断进步和创新,氯碱工艺的流程也在不断优化,以提高生产效率和产品质量。
氯碱 工艺流程

氯碱工艺流程
氯碱工艺是指通过电解盐水或盐酸溶液制取氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
氯碱工业是化工工业中的重要分支,广泛应用于化肥生产、食品加工、制药、纺织、造纸等领域。
下面是一个典型的氯碱工艺流程。
首先,盐水制备。
氯碱工艺的原料是食盐,通常用食盐和水按一定比例溶解得到盐水溶液,通常浓度在15-20%之间。
然后,盐水预处理。
盐水中常含有杂质如镁离子、硫酸根离子等,这些杂质会对电解过程产生负面影响,因此需要进行预处理。
预处理方法包括硫酸加入法、硫酸镁法、高锰酸钾法等。
接下来,电解。
盐水经过预处理后进入电解槽,电解槽是氯碱工艺的关键设备。
电解槽通常采用钢制容器,容器内分为阳极和阴极两部分,中间设有隔膜。
盐水进入阳极侧,经过电解产生氯气和氢气,同时在阴极侧产生氢氧化钠。
电解反应方程式如下:
2Cl- → Cl2↑ + 2e-
2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-
然后,氯气和氢气的分离。
电解槽产生的氯气和氢气需要通过分离装置分离开来。
氯气可以通过压力差等原理得到,而氢气则需经过压缩和纯化处理。
最后,氢氧化钠生产。
氢氧化钠是氯碱工艺的主要产品之一,是一种重要的化学原料。
电解槽生成的氢氧化钠溶液会经过过
滤、浓缩等处理,然后进行蒸发浓缩,最终得到固体氢氧化钠。
总之,氯碱工艺是通过电解盐水或盐酸溶液制取氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
它是化工工业中的重要分支,具有广泛的应用价值。
通过盐水制备、盐水预处理、电解、氯气和氢气的分离以及氢氧化钠生产等步骤,可以实现氯碱工艺的有效运行。
氯碱的生产工艺

氯碱的生产工艺氯碱是指以石碱为主要产品,同时生产氯气和氢气的过程。
氯碱产业是国民经济中重要的基础化工产业,广泛应用于化工、冶金、纺织、造纸、医药、环保等领域。
氯碱的主要生产工艺包括氯碱电解工艺和氯碱热法工艺。
以下是氯碱电解工艺的主要步骤:首先是原料准备。
石碱是氯碱工业的主要原料,也是最重要的经济指标之一。
石碱通常是矿石型,通过矿石开采、矿石破碎、矿石粉磨等步骤得到。
氯气和氢气则是通过电解盐水得到,此外还需要一些辅助原料和溶剂。
接下来是电解。
将含氯的溶液(如盐水)注入电解槽中,电解槽内设置有阳极和阴极,通过直流电源加电,使盐水分解成氯气、氢气和氢氧化钠。
氯气由阳极生成,氢气和氢氧化钠由阴极生成。
电解过程中,阳极上的氯离子接受电子变成氯原子,与水反应生成氯气和氧气。
阴极上的钠离子失去电子变成钠原子,与水反应生成氢气和氢氧化钠。
然后是收集和分离。
收集电解产生的氯气、氢气和氢氧化钠。
氯气采用压缩、冷凝和液化等工艺进行收集,氢气则采用脱湿、压缩和储存等工艺进行处理。
最后是处理和运输。
氯碱生产过程中还会产生一些副产品和废气废液,需要进行处理和处理。
一般来说,副产品如次氯酸钠、亚氯酸钙等可重新利用,废气废液则需要进行处理和净化。
处理后的产品和副产品可通过管道、槽车等方式运输到市场。
总之,氯碱的生产工艺主要包括原料准备、电解、收集和分离、处理和运输等步骤。
这些工艺的顺利进行和良好运作对于保证氯碱生产的连续性和高效性至关重要。
同时,为了提高生产效率和节约能源,氯碱生产企业也在不断研究和推广新的技术和工艺。
氯碱厂工艺流程

氯碱厂工艺流程
氯碱厂是一种重要的化工生产工艺,主要用于生产氢氧化钠和氯气。
其工艺流程主要包括以下几个步骤:
1.电解质制备:将食盐水(NaCl)作为电解质溶液供给到电解槽,通入直流电,使NaCl分解成Na+和Cl-离子。
2.氢氧化钠制备:在电解槽中,电解质溶液中的Cl-离子移动到阳极上被氧化为气态的Cl2,并在阳极附近的水分子上形成氢离子(H+)。
这些氢离子随后移动到阴极处,与Na+离子结合形成氢氧化钠(NaOH)。
3.氯气制备:在电解槽中,电解质溶液中的Na+离子移动到阴极上被还原为钠金属,同时在阳极处产生氯气。
4.氢氧化钠和氯气的分离:将经过电解的溶液和气体分离出来。
然后用特殊的设备将氯气和氢气进一步纯化。
5.回收废水和废气:在氯碱厂生产中产生的废水和废气需要回收和处理,以符合环保要求。
以上就是氯碱厂工艺流程的基本步骤,虽然简单,但其中涉及到的化学理论和工艺操作都十分复杂,需要具备相关的专业知识和技能才能进行操作。
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(2) 能耗低
电解方法 指 标 离子膜法 复极式 4.0 3.3 30~32 94~95 单极式 3.4 3.2 32~35 94~95 隔膜法 改性膜、扩张阳极 金属阳极 四效蒸发 12.0 4.5 50 97 3280 3200 80 30 3390 2.15 3.4 11 94~95 2530 2450 200 470 3200 汞法
原盐选用原则
(1) 就近采购原则
(2) 质量优先原则 (3) 盐碱联合原则
3、其它原辅材料
亚硫酸钠:≥90% 氢氧化钠:≥30% 高纯盐酸:≥31% 次氯酸钠:1%左右 浓 硫 酸:≥98% 碳 酸 钠:≥96% 三氯化铁:化学纯级 制 冷 剂:氟利昂(R22)
蒸
汽:0.8MPa(用于蒸发);0.4MPa (用于加热)
2、电解槽
单极槽
北化机复极槽
氯工程复极槽
3、主要优点
(1) 投资省 离子膜法比水银法投资节省约10%~15%, 比隔膜法节省约15%~25%。目前国内离子膜法 投资比水银法或隔膜法反而高,其主要原因是离 子膜法制碱技术和主要设备及膜均是从国外引进 的,因此整个成本很高。随着离子膜法制碱技术 和装置(含膜)的国产化率提高,其投资成本将 会逐渐降低,并最终会低于水银法和隔膜法的投 资成本。
氯气液化机组
纳氏泵
气液分离器
充装台 液下泵
液氯贮槽
至草甘磷 至甘氨酸
至事故氯气塔
液氯中间槽
液氯钢瓶
主要控制指标:
氯气液化温度:-0.8℃左右 NCl3(气相):≤50ppm(wt) NCl3(液相):≤12000ppm(wt)
尾氯压力:≤0.15MPa
尾氯纯度: ≥90.0% 尾氯含氢:≤3.5%(vol) 液化效率:≥90.0% 充装量:大瓶:990~1000kg 小瓶:495~500kg
50%NaOH
浓度调节层 含有磺酸树脂 羧酸树脂
高浓度烧碱用膜的基本结构
(2) 电解槽
A、零极距电解槽
B、SPE电解槽
C、氧阴极电解槽
二、离子膜烧碱生产特点
1、生产原理
R--SO3----H+(Na+)-----H+(Na+) 固定基团 活性基团 对离子
离子交换膜示意图
(1) 阳极反应
2Cl- -2e →Cl2↑ 4OH- -4e →O2+2H2O 6ClO-+3H2O-6e →2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2 (2) 阴极反应 2H2O+2e →H2↑+2OH-
(5) 无污染
离子膜法电解可以避免水银和石棉对环境的污染,离子膜具 有较稳定的化学性质,几乎无污染和毒害。
(6) 生产成本低
国外离子膜法生产NaOH直接生产成本(含氯、氢)为隔 膜法的89%,为汞法的84%。国内离子膜法生产NaOH成本略 低于或与隔膜法持平,个别厂高于隔膜法。其原因是目前离子 膜法制碱技术和部分设备及膜是引进的,综合投资较高,折旧、 大修及膜对离子膜法NaOH成本影响较大,不然,离子膜法比 隔膜法制碱成本低得多。
(3) 烧碱质量好
离子膜法电解制碱出槽电解液中一般含有NaCl为20~ 35mg/L,50%(wt)成品NaOH中NaCl一般为45~75mg/L, 99%(wt)固体NaOH含NaCl﹤100mg/L,可用于合成纤维、 医药、水处理及石油化工工业等部门。 三种方法生产NaOH质量
方法 指标 NaOH 隔膜法 50 汞法 50 方法 离子膜 法 指标 50 NaClO3 隔膜法 0.05 0.004
氯碱化工生产工艺知识
讲 座
主讲人:倪高国
2013年3月
内容提要
一、氯碱行业概况
二、离子膜烧碱生产特点 三、生产用原辅材料要求
四、工艺流程概述
五、产品种类及质量指标 六、氯碱下游产品综述
一、氯碱行业概况
1、世界发展情况
20世纪60年代初Du Pont公司开发出全氟离子 膜,1975年旭化成公司首先使离子膜在电解制碱实现 工业化生产。此后的20年间,日本的旭化成、旭硝子、 氯工程、德山曹达、美国的西方化学、英国的Ineos 、 德国的伍德、和意大利的迪诺拉公司拥有此项技术。 同时美国杜邦公司、日本旭化成、旭硝子及德山曹达 公司可供应NaOH生产用的商品离子膜。 1987年世界的10%烧碱使用离子膜法生产的, 1990年此比例上升到18%,1993年此比例已上升到 23.6%,2000年此比例已上升到35%,2008年此比例 上升到60%以上。
至盐酸 至液化
氯气分配台
氯气压缩机
酸雾捕集器
泡罩干燥塔
电解来事故氯气
一级废氯气吸收塔 纳氏泵来废氯气 一级碱液循环槽 二级碱液循环槽 二级废氯气吸收塔 尾气风机
排空
主要控制指标
进洗涤塔氯气总管压力:0~-0.4KPa;
出洗涤塔氯气温度:≤50℃ 钛冷却器出口氯气温度:12~16℃ 硫酸冷却温度: 12~16℃ 填料塔硫酸浓度:≥75%
来自一次盐水 螯合树脂塔 二次精制盐水罐 HCl 至Cl2处理
至H2处理
至蒸发及用户 阴极液循环罐 电解槽 淡盐水罐
纯水 HCl
Na2SO3 至一次盐水及脱硝 NaOH 真空脱氯塔
分 氯 解 酸 槽 盐 氯气冷却器
主要控制指标
出槽淡盐水浓度:200±10g/l;
出 槽 烧 碱浓度:32±0.5% 氯 气 总 管压力:250mmH2O 氢 气 总 管压力:750mmH2O 氯氢压差:500mmH2O
原氯 尾氯 氢气分配台来 排空
废氯缓冲罐
盐酸合成炉
氢气缓冲罐 尾气吸收器 降膜吸收器
石墨冷却器
尾气风机
成品酸罐
主要控制指标
氯气压力 氯气纯度 原料氯气 氯中含氧 氯中含氢 氯气纯度 液化尾氯 氯中含氢 氢气压力 原料氢气 氢气纯度 石墨合成炉 炉内含氢(点炉前) 吸收水压力 冷却水压力 成品盐酸浓度 ≤ 0.35 Mpa ≥ 97.0 % ≤ 1.0 % ≤ 0.03 %(≤ 0.5 % 点炉) ≥ 70 % ≤ 3.5 % ≤0.07 Mpa ≥ 99 % ≤ 1.0 % 0.5~0.55 Mpa 0.3~0.4 Mpa ≥ 31 %
单位:%(wt)
汞法 0.001 0.0004 离子膜 法 0.001 0.0004
Na2CO3
NaCl
0.09
0.03
0.04
SO42-
Fe2O3
0.015~0.03 0.001~0.003 <0.005
1.0~1.2 0.003 0.005
(4) 氯气、氢气纯度高,氯中含氧、含氢低
氢气纯度99.9%,氯气纯度98.5%~99%,氯中含氧 <0.8%(v),氯中含氢约在0.1%(v)以下。
1、一次盐水
其任务是将盐水中的钙、镁、硫酸根、有机物等杂 质浓度降低到一定程度,满足二次盐水的要求。
电解来淡盐水
原盐 生产水
NaOH NaClO
RO膜过滤
冷冻脱硝
化 盐 池
Na2CO3
折流槽
前反应槽
压缩空气
至二次盐水 Biblioteka 水芒硝 Na2SO3FeCl3
精盐水贮槽
凯膜过滤器
后反应槽
预处理器
加压溶气罐
主要控制指标:
4 、主要缺点:
(1) 离子膜法制碱对盐水质量的要求远远高于隔膜 法和水银法,因此要增加盐水二次精制,即增加了设备 的投资费用。
(2) 离子膜本身的费用也非常昂贵,容易损坏,目 前国内尚不能制造,需精心维护,精心操作。
三、生产用原辅材料要求
1、电力
分为电解电和动力电,电解电一般为35KV和 110KV两种,供离子膜电解槽用。
3、发展趋势
(1) 离子膜 A、低电耗膜
低电耗膜的研究主要是从膜的IEC值、机械强度、羧 酸层厚度等方面考虑,使离子膜既具有较低的膜电压,又 具有良好的物理和化学性能。
B、高电流密度下使用的膜
高电流密度膜的研究主要是在保证槽电压基本不变的 前提下,研究出电流密度更高的离子膜。
C、高浓度烧碱用膜
3.5N NaCl
泡罩塔硫酸浓度:≥93%
分配台氯气压力:≤0.35MPa 尾气风机进口压力:-2~-5KPa 纳氏泵硫酸浓度: ≥95% 氯中含水:≤200ppm
4、液氯及充装
其任务是将氯气处理来的干燥氯气通过氟利昂冷凝机 组进行液化后送入液氯贮槽,然后用液氯液下泵将液氯充 至钢瓶内或直接送用户。
氮气 分配台来氯气
7、烧碱蒸发
其任务是将浓度为32%的离子膜碱液蒸发浓缩, 成为浓度高达48%左右的烧碱后送往成品碱罐区。
水处理药剂:阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等 润 滑 油:46#机械油、32#汽轮机油、锂基脂、 钙基脂、冷冻机油等
四、工艺流程概述
离子膜烧碱生产按工艺性质及产品用户的不 同,分为一次盐水、二次盐水及电解、氯气处理、 液氯及充装、氢气处理、氯化氢合成及盐酸、烧 碱蒸发及固碱、纯水站、冷冻站、空压及制氮、 循环水场、变电站等工序。
进槽盐水Ca2++Mg2+:≤20ppb
出槽淡盐水PH值:4~5 真空脱氯真空度:-75KPa 脱氯盐水PH值:9~11 脱氯盐水游离氯:0
3、氯气处理
其任务是将电解来的湿氯气冷却、干燥、加压输送, 同时负责紧急情况下事故氯气的处理。
电解来湿氯气 氯水洗涤塔 氯气风机 钛冷却器 水雾捕集器 填 料 干 燥 塔
5、氢气处理
其任务是将电解来的湿氢气冷却后加压输送到用户。
电解来湿氢气
氢气洗涤塔
氢气去盐酸 氢气去用户
氢气冷却器
水雾捕集器
氢气分配台
氢气风机
主要控制指标: