水电解制氢装置工艺流程
水电解制氢装置 工作原理结构及工艺流程
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制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置流程及关键设备介绍1.引言制氢是一种重要的能源生产方式，可以通过多种方法进行生产，如煤炭气化、水电解、天然气重整等。
本文将重点介绍水电解方法制氢的流程及关键设备。
2.水电解制氢流程水电解是指通过电解水来产生氢气的方法。
其基本原理是将水分解成氢气和氧气，反应方程式如下：2H2O->2H2+O2水电解制氢的具体流程如下：2.1水净化原水经过预处理工序，去除其中的杂质和离子，以保证水的纯净。
预处理通常包括过滤、反渗透和电去离子等步骤。
2.2电解池水电解的核心部分是电解池，它是水分解反应发生的地方。
电解池通常由阳极和阴极两部分组成，两者之间通过离子交换膜进行隔离。
阳极产生氧气，阴极产生氢气。
2.3电源系统电源系统提供电流给电解池，通常采用直流电源。
电源的电流和电压可以根据不同的需要进行调整。
2.4氢气处理通过氢气处理系统，将产生的氢气进行净化和压缩。
净化过程通常包括除湿、除杂质和除油等步骤。
经过处理的氢气可以被储存或者用于其他工业应用。
2.5氧气处理产生的氧气也需要经过处理，在氧气处理系统中进行净化和压缩。
净化步骤通常包括除湿和除杂质等。
下面将介绍水电解制氢过程中的几个关键设备：3.1电解池电解池是水电解制氢的核心设备，决定了产氢效率和质量。
电解池主要由电极和离子交换膜组成，电极通常采用铂或其他贵金属材料制成。
3.2电源系统电源系统为电解池提供所需的电流和电压。
电源的稳定性和控制精度对制氢过程至关重要。
3.3氢气处理系统氢气处理系统主要包括除湿、除杂质和除油等步骤。
除湿通常使用吸附剂或冷凝器进行，除杂质可以通过吸附或催化剂进行。
除油通常采用吸附或膜分离等方法。
3.4氧气处理系统氧气处理系统与氢气处理系统类似，也包括除湿和除杂质等步骤。
由于氧气对杂质的要求较高，除杂质的过程可能要更为严格。
4.结论水电解制氢是一种重要的制氢方法，具有高效、环保、可再生的特点。
制氢的流程包括水净化、电解池、电源系统、氢气处理和氧气处理等步骤，每个步骤都有相应的关键设备。
500标方电解水制氢工艺流程
500标方电解水制氢工艺流程1.原料准备：将水转运至反应池。
- Raw material preparation: Transfer the water to the reaction tank.2.气体分离：通过气体分离系统将水分解得到的氢气和氧气进行分离。
- Gas separation: Separate the hydrogen and oxygen produced by water electrolysis through the gas separation system.3.氢气压缩：将分离得到的氢气进行压缩，以便储存和运输。
- Hydrogen compression: Compress the separated hydrogen for storage and transportation.4.氧气回收：将分离得到的氧气进行回收利用。
- Oxygen recovery: Recover and reuse the separated oxygen.5.沉淀物处理：处理水电解所产生的沉淀物，以便环保处理。
- Precipitate treatment: Treat the precipitate produced by water electrolysis for environmental protection.6.水回收：对水进行回收利用，减少资源浪费。
- Water recycling: Recycle water to reduce resource waste.7.消耗能源：确保电解过程中的能源供给充足和稳定。
- Energy consumption: Ensure an adequate and stable energy supply during electrolysis.8.温度控制：控制反应池内的温度以促进水电解反应的进行。
- Temperature control: Control the temperature inside the reaction tank to promote the water electrolysis reaction.9.压力监测：监测氢气和氧气的压力，确保安全生产。
电解水制氢工艺流程及原理
水电解制氢原理及工艺流程
一、水电解制氢工艺流程
工业软水经纯水装置制取纯水，并送入原料水箱，经补水泵输入碱液系统，补充被电解消耗的水。
电解槽中的水，在直流电的作用下被分解成H2与O2，并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液分离、洗涤、冷却。
分离后的电解液与补充的纯水混合后，经碱液冷却器、碱液循环泵、过滤器送回电解槽循环，电解。
调节碱液冷却器冷却水流量，控制回流碱液的温度，来控制电解槽的工作温度，使系统安全运行。
分离后的氢气由调节阀控制输出，送入氢气储罐，再经缓冲减压后，供用户使用。
二、水电解制氢原理
水电解制氢是一种较为方便的方法。
在充满氢氧化钾或氢氧化钠的在电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。
其化学反应式如下：
阴极：2H2O+2e H2↑+2OH
阳极： 2OH—2e H2O+1/2O2↑
总反应式：2H2O 2 H2↑+ O2↑
根据库仑定律，气体产量与电流成正比，与其它因素无关。
氢氧化钾的作用在于增加水的电导，本身不参加电解反应，理论上是不消耗的。
电解液中加入五氧化二矾的作用是在于降低电解电压。
单位气体产量的电耗，取决于电解电压，电解槽的工作温度越高，电解电压越低，同时也增加了对电解槽材料，主要是隔膜材料的腐蚀。
石棉在碱液中长期使用温度不能超过100℃，因此操作温度选择在80~85℃为宜。
电解压力的选择主要根据用氢的需要。
气体纯度决定于制氢机结构和操作情况。
在设备完好（主要是电解槽
隔膜无损坏）操作压力正常（主要是压差控制正常）的条件下，纯度是稳定的。
水电解制氢流程
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电解水制氢纯化流程
电解水制氢纯化流程一、电解水制氢的基本原理。
咱得先搞明白电解水制氢是咋回事儿。
简单来说呢，就是把水当作原料，通过电流让水分解成氢气和氧气。
水啊，是由氢和氧组成的，就像一对小伙伴。
当我们给它通电的时候，就像是给这对小伙伴使了个魔法，把它们拆开啦。
这个过程在一个特制的电解槽里进行，电解槽就像是一个小工厂，里面有阳极和阴极。
在阳极呢，水会失去电子，变成氧气和氢离子；在阴极，氢离子得到电子就变成氢气啦。
是不是很神奇呀？二、制氢后的初步处理。
刚制出来的氢气可没那么纯净哦。
它里面可能夹杂着一些其他的小杂质，就像刚出炉的小蛋糕上可能会有一些小碎屑一样。
这个时候呢，我们要对它进行初步的处理。
一般来说，会有一个气体的收集和初步过滤的过程。
收集氢气就像是把调皮的小氢气们关到一个小笼子里，不让它们乱跑。
初步过滤呢，就是把那些比较大颗的杂质给挡住，就像守门员挡住足球一样。
这一步虽然简单，但却是很重要的基础呢。
三、纯化流程的核心部分。
接下来就是纯化流程的关键啦。
一种常见的方法是变压吸附法。
想象一下，氢气和杂质就像是一群小动物，它们在一个大房间里。
我们通过改变房间里的压力，就像改变小动物们生活的环境一样。
氢气呢，它比较乖巧，在不同压力下的表现和杂质不太一样。
当我们把压力变来变去的时候，杂质就被留在了一个地方，而氢气就可以顺利地跑到我们想要它去的地方啦。
还有一种方法是膜分离法。
这就好比是给氢气和杂质设置了一个特殊的赛道。
这个赛道是由特殊的膜组成的。
氢气是个小机灵鬼，它能很轻松地穿过这个膜，而杂质就被留在膜的另一边啦。
这个过程就像是一场小小的比赛，氢气总是能赢得胜利，成功地被纯化出来。
四、纯化后的检测。
氢气纯化之后，我们可不能就这么放心地用呀。
得检查检查它到底纯不纯呢。
这就像是做完一道菜，得尝尝味道对不对。
检测的方法有很多种哦。
比如说，我们可以用专门的仪器来测量氢气中的杂质含量。
如果杂质含量在我们规定的范围内，那就说明这个氢气纯化得很成功，可以拿去用啦。
水电解制氢装置工作原理结构及工艺流程
水电解制氢装置 工作原理结构及工艺流程1．水电解制氢装置工作原理水电解制氢的原理是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的水电解池 ,当通以一定的直流电时,水就发生分解,在阴极析出氢气 ,阳极析出氧气。
其反应式如下:阴 极： 2H 2O ＋2e →H 2↑＋2OH -阳极:2OH -－2e →H 2O ＋1/2O 2↑直流额定电压（V ） 28 56总反应:2H 2O →2H 2↑＋O 2↑产生的氢气进入干燥部分，由干燥剂吸附氢气携带的水 分，达到用户对氢气湿度的要求。
本装置干燥部分采用原料氢气再生，在一干燥塔再生的 同时，另一干燥塔继续进行工作。
2．水电解制氢装置的用途与技术参数纯水耗量（kg/h） 5 10主电源动力电源容量40 75（KVA）原料水水质要电导率≤5μs/cm 氯离子含量<2mg/l 悬浮求物<1mg/l3冷却水用量（m/h）3整流柜冷却水出口背压<0.1Mpa电解槽直流电耗≤4.8KWh/m3H2碱液浓度26～30%KOH 自控气源压力0.5～0.7Mpa气源耗量 3.5m3/h主电源动力电电压N380V50HzC相～220V50Hz整流柜电源0.5KV380 三相四线50Hz控制柜电源AC220V50Hz冷却水温度≤32℃冷却水压力0.4～0.6MPa冷却水水质≤6德国度氢气出口温度≤40℃干燥温控温度250℃～350℃干燥加热终止温度180℃干燥器再生周期24h环境温度0～45℃表1 制氢装置主要技术参数表2.1设备的用途CNDQ系列水电解制氢干燥装置是中国船舶重工集团公司第七一八研究所新研制成功并独家生产的全自动操作的制氢干燥设备,其主要技术指标达到或超过九十年代末世界先进水平,适用于化工、冶金、电子、航天等对氢气质量要求高的部门,是目前国内最先进的并可替代进口的制氢设备。
2.2主要技术参数CNDQ5～10/3.2型水电解制氢干燥装置的主要技术参数如表1本装置采用微机控制，对本装置的主要的主要参数：压力、温度、氢氧液位差可进行自动调节;对干燥器的再生时间及再生温度进行自动控制。
水电解制氢流程及操作要点
8、水电解槽的总直流电流（电压）用直流电压表检测。电流（电压）表的精度等级不低于0.5级。
4、水电解槽分离器液位。水电解过程中不断地消耗纯水，因而要及时补给。一般控制分离器液位在1/3～2/3，由补水泵自动启闭控制。
5、除氧器温度。除去水电解制氢中的微量氧气，常温控制。一般情况下除氧器实际温度显示为产品氢气与微量氧气反应生成水放出热量的温度。若含氧量超标，可将除氧器中的催化剂进行活化再生后继续投入使用。
9、产品进出厂时，应进行充氮保护，充氮压力≥0.05MPa。此类设备的开口处应进行封堵。
10、制氢设备性能试验应在设备连续稳定运行4h后进行，测试气体产量、纯度和单位制氢直流电耗须同步进行，每30min测试一次，连续测4次，取其平均值。
氢、氧气体纯度测试的取样部位应在制氢设备的氢、氧气体取样口。用电流表测试流过电解槽总直流工作电流，测试部位在电解槽两端或直流变换器的直流接线点。电解槽的直流工作电压的测试部位在电解槽正负极接点。
11、制氢设备应存放在通风、干燥的库房内或有遮盖的场所，离地至少100mm；存放期超过规定时间，按产品说明书的有关规定进行检查、维护。
水电解制氢流程及操作要点
一、制氢工艺流程
二、操作要点
1、水电解槽工作温度。通过氧侧温度变送器把温度信号传送给PLC系统，数据经处理后，控制气动薄膜调节阀来监控碱液温度而实现工作温度保持在80～90℃。工作温度过高会加速水电解槽内腐蚀，缩短石棉橡胶垫的使用寿命，影响运行周期；温度过低会使电解液电阻增加，极间电压升高，能耗增大。
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第三节水电解制氢装置工艺流程
1. 水电解制氢装置的组成
本装置由电解槽、气液处理器、整流装置、控制柜（计算机管理系统）、加水泵、碱箱、水箱等几大部分组成。
2. 工艺流程简介
2.1 气体系统
当电解槽接通直流电源，电解电流上升到一定数值时，电解槽内的水被电解成氢气和氧气。
来自电解槽内各电解小室阴极侧的氢气和碱液，借助循环泵的扬程和气体升力，进入氢分离洗涤器的分离段（制氢量≥80m3/h 的先进入碱液换热器，然后进入分离器），在重力的作用下氢气和碱液分离。
分离后的气体进入洗涤段，对气体进行冷却、洗涤（制氢量≥175m3/h的无洗涤）和除雾，然后进入贮罐待用（对CNDQ型制氢装置，气体再经过干燥处理才进入贮罐）。
氧气分离过程基本相同。
氧气放空或进入贮罐待用。
2.2 电解液循环系统
电解液循环的目的在于向电极区域补充电解消耗的纯水，带走电解过程中产生的氢气、氧气和热量，增加电极区域电解液的搅拌，减少浓差极化电压，降低碱液中的含气度，降低小室电压，减少能耗等，以使电解槽在稳定条件下工作。
碱液循环量的大小影响槽内小室电压和气体纯度。
对于一个特定的电解槽，应有一个合适的循环量。
一般槽内电解液更换次数每小时2～4次。
在常压电解系统中，通常用自然循环，而在压力电解系统中，因电解装置体积小，管道细，气液流通阻力大，加上电流密度较大，要求电解液更换的次数比较多，采用自然循环难于达到，一般采用强制循环。
碱液在氢分离器和氧分离器中，靠重力作用与氢、氧气体分离后，通过氢氧分离器的连通管汇总，再经碱液过滤器除去机械杂质，然后由碱液循环泵把碱液送入电解槽，形成完整的电解液循环系统。
2.3 气体排空（氮气置换）系统
水电解制氢装置设有充氮口，用于系统的气密检查与开机前的氮气置换。
制氢系统开车后，氢气纯度达到要求后才能被送到贮罐（或净化设备），在未达到要求纯度以前的氢气可通过调节阀后的气体放空阀放空。
2.4 原料水补充系统
电解过程中，装置内的原料水一直不停地在消耗，因此，为保证水电解的连续进行，需定期向制氢装置内补充原料水。
水箱中的水通过加水泵分别打入氢、氧洗涤器，然后通过溢流管，注入分离器下部的液相部分和循环碱液一并进入电解小室进行连续电解，同时使电解液中碱的浓度保持在最佳浓度范围。
原料水通过注入洗涤器然后再溢流到分离器，可以稀释洗涤器中的碱含量，降低产品气的含碱度。
为保证水电解制氢装置压力系统中的气体和碱液在加水泵停转期间不外漏，在加水管道上均装有止回阀。
运行过程中，只开启单个补水回路，即只开氢侧或氧侧补水回路。
2.5 排污系统
排污管道共分四处：
第一处：为碱液过滤器底部，通过过滤器排污阀排出碱液和过滤器中过滤下来的石棉绒杂质及污物。
对CNDQ5～10型装置，可通过拆卸管道过滤器法兰来清除机械杂物。
第二、三处：为水箱和碱箱底部排污口，通过其排污阀排出箱中的污物或残液。
第四处：从氢气干燥部分的气水分离器中排出冷凝水（仅用于CNDQ5～10型装置）。
2.6 补碱系统
CNDQ－5～10装置需补碱时，应在停机泄压状态下进行，按要求计算应补充碱的数量，重新配制碱液，通过碱箱到电解槽的阀门系统将碱液打入电解槽中。
3. 电解槽
双极性压滤式电解槽
以串联式双极性压滤式电解槽为例，电解槽的极板也是垂直的，互相平行排列，电流只从一端极板导入，通过电极经电解液，传到下一块极板，最后由另一端极板输出。
由于操作电压的关系，造成电解槽电压输入端至输出端的递降，这样就使得前一块极板相对于次一块极板就带正电荷。
因此，对同一块极板而言，在前一个电解小室中作阴极，在下一个电解
小室中就作阳极，即每块极板的正面是阴极，背面是阳极。
一块板起着两种极性作用，因此称为双极性电解槽。
电解槽的每个小室由阳极板、阳副极网、隔膜、垫片、阴副极网、阴极板组成。
在电解槽中，每块极板既是阳极又是阴极，中间极板为阳极，左右端极板为阴极，极板面向中间极板的一侧为阴极，另一侧为阳极。
在阴极上产生氢气，在阳极上产生氧气。
在槽体上除中间极板、左端极板、右端极板外，按极板处的位置不同又分为左极板和右极板，它们的区别在于出气孔的位置不同。
电解槽是水电解制氢装置的核心，它的使用寿命与操作维护紧密相关。
严格地按照操作说明书进行操作使用是电解槽经久耐用的关键所在。
所以在使用中必须注意下述各点：
（1）槽温控制在90℃以下；
（2）槽压控制在规定值范围内；
（3）电解液循环量控制在正常值；
（4）密切监视气体纯度；
（5）按时测量小室电压，测电压时注意电极方向，且不能让电压表某一极棒的触头同时接触两片极板造成短路；
（6）电解槽上一定要清理干净，不得有金属物和碱液等导电介质，周围不能放置其它金属物品，以防不慎落在槽体上造成小室短路；
（7）定期清洗过滤器，清除滤网上的石棉绒毛和其它杂质；
（8）向槽体内补充的原料水水质一定要符合要求。
电解质为分析纯或优级纯NaOH或KOH，定期测量碱液浓度，使浓度处于合适值。
（9）电解槽前放一橡胶板，测量电压时踏于橡胶板上，以确保操作人员的安全。
重点提醒：
•1、设备长时间停车（一般超过12小时）时，必须全部泄压，用氮气置换，开车前再次氮气置换，取样分析合格后方可开车。
短时间停车，应将温度降至50℃以下，保持液位平衡，压力不得超过0.1MPa，并将所有外接口阀门关闭保持系统正压。
•2、设备正常运行过程中，突然停电，造成循环泵停运。
此时应将设备内全部气体放空，不允许充罐，并用氮气对设备进行置换，待来电时正常开机。
•3、正常运行过程中，仪表气源下限连锁，调节阀无法正常工作，应缓慢开启氢、氧两侧的手动放空阀，将设备内全部气体放空，要注意必须保持氢氧两侧分离器液位平衡，待气源正常后再开机。