氢气发生器说明书(中文)

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

CHE-5000氢气发生器(原料氢气再生)

操作使用手册

编制:--------------

校核:---------------

审批:---------------

扬州中电制氢设备有限公司

2010.04.12

1、简述

1.1、氢气的性质和用途:

氢是自然界分布最广的元素之一,它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低,仅有约1ppm(体积比)。氢是最轻的气体。它的粘度最小,导热系数很高,化学活性、渗透性和扩散性强(扩散系数为0.63cm2/s,约为甲烷的三倍),它是一种强的还原剂,可同许多物质进行不同程度的化学反应,生成各种类型的氢化物。

氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的主要特性。氢含量范围在4-75%(空气环境)、4.65-93.9%(氧气环境)时形成可爆燃气体,遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。

压力水电解制出的氢气具有压力高(1.6或3.2MPa)便于输送,纯度高(99.8%以上)可直接用于一般场合,还可以通过纯化(纯度提高到99.999%)和干燥(露点提高到-40~-90℃)的后续加工,可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质,广泛应用于国民经济的各行各业。

1.2、水电解制氢原理:

利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。

任何物质在电解过程中,在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出:电解时,在电极上析出物质的数量,与通过溶液的电流强度和通电时间成正比;用相同的电量通过不同的电解质溶液时,各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比,而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑(26.8安培小时)的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律,即在标准状态下,阴极析出1克分子的氢气,所需电量为53.6A/h。经过换算,生产1m3氢气(副产品0.5m3氧气)所需电量2390Ah,原料水消耗0.9kg。

将水电解为氢气和氧气的过程,其电极反应为:

阴极: 2H

2O + 2e →H

2

↑+ 2OH-

阳极: 2OH-- 2e →H

2O + 1/2O

2

总反应: 2H

2O →2H

2

↑+ O

2

由浸没在电解液中的一对电极,中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成水电解池,通以一定电压(达到水的分解电压1.23V和热平衡电压1.47V以上)的直流电,水就发生电解。根据用户产量需求,使用多组水电解池组合,减小体积和增加产量,就形成水电解槽的压滤型组合结构。

本公司生产的压力型水电解槽设计采用左右槽并联型结构,中间极板接直流电源正极,两端极板接直流电源负极,并采用双极性极板和隔膜垫片组成多个电解池。并在槽内下部形成共用的进液口和排污口,上部形成各自的氢碱和氧碱的气液体通道。由于历史原因,由电解槽纵向看,A、B系列的氧气出口设计在中心线靠直流铜排一侧(氧铜侧),C、D、E、F系列的氢气出口设计在中心线靠直流铜排一侧(氢铜侧)。

我公司生产的压力型水电解槽,目前标准产品操作压力为1.6MPa和3.2MPa两种。具有结构紧凑,运行安全,使用寿命长的特点,电解液采用强制循环,电解消耗的原料水由柱塞泵自动补充,相关参数实现自动监测和控制。正常生产时采用30%KOH水溶液作为电解液,槽温控制在85-90℃左右,兼顾隔膜垫片的使用寿命和降低能耗的要求。

水电解制氢的电解需要低电压、大电流的可调直流电源。工业上采用带平衡电抗器的双反星可控整流电路。这种电路有两个特点:第一,整流变压器有两组次极绕组,且都接成星形,为了消除变压器的直流磁化问题,两绕组的接线极性相反。第二,为了解决变压器的两组次极绕组的电流平衡问题,两组次极绕组中点通过平衡电抗器连在一起。

整流变压器

2.主要技术性能和指标

2.1氢气产量: 5m 3/h 2.2

氧气产量: 2.5m 3/h

2.3氢气纯度: ≥99.99%(v/v ) 2.4氧气纯度: ≥99.2%(v/v) 2.5工作压力: ≤0.8MPa

2.6工作温度: ≤85℃

2.7单位直流电耗: ≤4.9KW·h/m3H

2

2.8直流总电流: 400A

2.9直流总电压: 60 V

3、工作条件

3.1.电解液:30%KOH水溶液

3.2.原料水:

3.2.1用量5Kg/h

3.2.2水质要求:

3.2.2.1电阻率≥1.0×106欧姆·厘米

3.2.2.2铁离子含量<1mg/L

3.2.2.3氯离子含量<2mg/L

3.2.2.4干残渣含量<7mg/L

3.2.2.5悬浮物含量<1mg/L

3.3.冷却水

3.3.1温度≤30℃

3.3.2用量2m3/h

3.3.3压力:0.4~0.6MPa

3.3.4水质:除盐水

3.4.电源

3.4.1控制柜电源: 三相四线制AC 380V,50HZ,75KW

3.4.2 可控硅整流柜控制电源: 三相四线制AC 380V,50HZ,40KVA

3.5.控制气源

3.5.1压力:0.5~0.7MPa

3.5.2流量:8m3/h

3.5.3露点低于环境温度10℃以下

3.5.4无油、无尘,含油量≤5mg/m3

4、工艺流程及子系统

系统简述:

在电解液的强制循环、电解槽通以直流电的条件下,氢气和氧气在电解槽产生,分离器气液分离后,产出的氢气和氧气源源不断送出系统。当水电解制氢的气体纯度或露点达不到客户要求时,本公司进一步提供纯化干燥系统,以水电解氢气为原料,经催化脱氧、吸附干燥,过滤除尘,从而获得纯度较高的干燥氢气。系统自动控制设定的系统压力、槽温、分离器液位平衡、及时补充电解所消耗的原料水。各项运行参数实现自动监测和控制。

可按用户需求不同,提供气动仪表控制、电动仪表控制、PLC可编程控制、上位机控制、远程通讯等控制手段以及各类分析仪表。

制氢框架集成了制氢系统运行的主要设备(如分离器、洗涤器、冷却器、过滤器、碱液泵等,以及控制和调节阀门,工况测量的在线和远传仪表)。

纯化干燥框架集成了纯化干燥系统运行的主要设备(如纯化器、干燥器等,以及控制和调节阀门,工况测量的在线和远传仪表)。

按电力系统客户的特殊需要设计,A、B系列的制氢框架集成了纯化干燥系统,框架二集成汇流排分配阀组(便于氢气储罐和用户供氢的特殊控制),框架三集成原料水箱、碱箱及补水泵(便于安装)。

每套制氢系统通常配备控制柜、整流柜、整流变压器以及氧中氢、氢中氧分析仪,每套(纯化)干燥系统通常配备控制柜以及露点仪、(微氧仪)。每套A、B系列(电力系统)通常配备控制柜、整流柜(内含整流变压器)、配电动力柜以及氧中氢、氢中氧(配纯化时配微氧仪)、露点分析仪。

相关文档
最新文档