电 解 水 制 氢 装 置

制氢加氢一体站安全技术规范1范围本文件规定了制氢加氢一体站的总体要求、站址选择及总平面布置、工艺系统、安全设施、消防设施、防雷和防静电、安全管理等方面的安全技术和管理要求。

本文件适用于水电解制氢工艺的制氢加氢一体站。

本文件不适用于天然气、甲醇、焦炉煤气、水煤气等制氢工艺的制氢加氢一体站。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB12014防护服装防静电服GB16808可燃气体报警控制器GB18218危险化学品重大危险源辨识GB/T19774水电解制氢系统技术要求GB/T29729氢系统安全的基本要求GB/T31138汽车用压缩氢气加气机GB/T34584加氢站安全技术规范GB36894危险化学品生产装置和储存设施风险基准GB/T37243危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法GB/T37562压力型水电解制氢系统技术条件GB/T37563压力型水电解制氢系统安全要求GB39800.1个体防护装备配备规范第1部分：总则GB50052供配电系统设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB50140建筑灭火器配置设计规范GB50156汽车加油加气加氢站技术标准GB50177氢气站设计规范GB/T50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB50516加氢站技术规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范TSG07特种设备生产和充装单位许可规则3术语和定义4总体要求4.1 制氢加氢一体站等级划分应符合表1的规定。

表1制氢加氢一体站的等级划分单位为千克4.2 制氢加氢一体站的火灾危险类别为甲类。

电-氢-化耦合系统电-氢-化耦合系统是指通过电解水将电能转化为氢能的一种系统。

该系统主要由电解水装置、氢气收集装置和储氢装置组成。

电解水装置是电-氢-化耦合系统的核心部件，它利用电能将水分解成氢气和氧气。

在电解水装置中，通常使用两个电极，即阴极和阳极。

当外加电压施加在电解水装置上时，阴极吸引氧气阴离子（O2-），阳极吸引氢气阳离子（H+）。

随着电流的通过，水分子被电解成氢气和氧气。

氢气集中在阴极区域，氧气集中在阳极区域。

氢气收集装置是用来收集和储存电解产生的氢气的装置。

在电解水装置中，阴极区域产生的氢气会被导入氢气收集装置。

氢气收集装置通常包括氢气储存罐和氢气检测装置。

氢气储存罐用来储存氢气，而氢气检测装置用来监测氢气的浓度和安全性。

储氢装置是将电解产生的氢气储存起来的装置。

氢气是一种高能源密度的燃料，但由于其低密度和易泄漏的特性，需要特殊的储存方式。

常见的储氢方式包括气体压缩储氢、液态储氢和固态储氢。

气体压缩储氢是将氢气压缩到高压容器中进行储存；液态储氢是将氢气冷却到低温并压缩成液态进行储存；固态储氢是将氢气吸附到特殊的材料中进行储存。

电-氢-化耦合系统具有一定的优势和应用前景。

首先，电能可以通过电解水转化为氢能，实现能源的转换和储存。

其次，氢气是一种清洁能源，燃烧后只产生水，不产生污染物，对环境友好。

此外，氢气还可以用于燃料电池发电、氢能汽车等领域，具有广阔的应用前景。

然而，电-氢-化耦合系统也存在一些挑战和问题。

首先，电解水的能效相对较低，需要消耗较多的电能才能产生一定量的氢气。

其次，氢气的储存和运输需要特殊的设备和技术，增加了成本和风险。

此外，目前氢能基础设施的建设还相对滞后，限制了电-氢-化耦合系统的推广和应用。

为了进一步推动电-氢-化耦合系统的发展，可以从以下几个方面进行改进和研究。

首先，可以提高电解水的能效，减少能源的消耗。

其次，可以研发更安全、高效的氢气储存和运输技术，降低成本和风险。

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。

氢气的制取与检验方法氢气是一种重要的工业气体，在许多行业和实验室中都广泛应用。

本文将介绍氢气的制取方法以及几种常用的氢气检验方法。

一、氢气的制取方法1. 酸金属法制取氢气酸金属法是一种常见的制取氢气的方法，主要通过金属与酸反应产生氢气。

常用的金属包括锌、铝等，常用的酸有盐酸、硫酸等。

制取步骤：（1）准备实验装置：取一个烧瓶，装入少量的金属（以锌为例）和适量的盐酸。

（2）连接气体收集装置：将烧瓶与气体收集装置连接，气体收集装置可选择气球或气瓶等。

（3）开始反应：轻轻加热烧瓶，观察气体的产生并收集气体。

2. 电解水制取氢气电解水法是一种通过电解水来制取氢气的方法，该方法可通过分解水分子产生氢气和氧气。

电解水法制取的氢气纯度较高。

制取步骤：（1）准备实验装置：取一个电解槽，将两个电极（一正一负）分别插入水中，确保电极不相互接触。

（2）连接电源：将电解槽的正负极分别与正负极端子相连。

（3）开始电解：打开电源，水分子开始电解，产生氢气和氧气。

二、氢气的检验方法1. 试纸法检验氢气试纸法是一种简单快速的氢气检验方法，通过将特定试纸暴露在氢气中，并观察试纸变色来判断氢气的存在。

检验步骤：（1）准备试纸：根据实际需求选择合适的试纸，例如湿润性蓝试纸、硫酸钡试纸等。

（2）放置试纸：将试纸暴露在待检氢气的环境中，保持一段时间。

（3）观察变色：观察试纸是否变色，根据试纸说明书来判断氢气的存在。

2. 气体燃烧法检验氢气气体燃烧法是一种准确的氢气检验方法，通过观察氢气燃烧的现象来确定氢气的存在。

检验步骤：（1）准备实验装置：取一个实验室燃烧器和一根点燃棒。

（2）放置氢气样品：将待检样品导入燃烧器中。

（3）点燃氢气：用点燃棒将燃烧器中氢气点燃，观察氢气是否燃烧。

3. 密闭空间检验氢气密闭空间法是一种用于检测氢气泄漏的方法，主要通过将待检空间与氢气相互接触，并观察是否有泄漏现象。

检验步骤：（1）准备实验装置：取一个密闭容器和足够的氢气样品。

水电解制氢装置范文
一、简介
水电解制氢装置是一种利用电能将水分解成氢气和氧气的设备，是提
供氢能的主要技术之一、水电解是一种电化学反应，是利用电能使水分解
而生成氢气和氧气。

水电解装置采用电力将水分解成氢气和氧气，可以有
效地利用水资源，是提供纯净氢气的主要技术。

二、结构及工作原理
水电解装置一般由电极室、电极室内部支撑结构、电极电路、电极连
接装置、电极支撑结构、电极室内部连接件等组成。

水电解装置的工作原理是：将电极放入电极室中，将水从电极穿透孔
中喷出，两个电极之间设置直流电源，这时将水分解为氢气和氧气，氢气
和氧气分别从两侧电极中出来，由出气管输送至氢气库中，完成水电解制
氢过程。

三、电极材料
水电解装置中通常使用的电极材料主要有钛金属、钨金属和铂金属等，这些金属都有较好的电化学性能，可以有效地完成水分解而产生的氢气和
氧气的分离和获取。

四、控制系统。

太　阳　能第5期　总第337期2022年5月No.5　Total No.337 May, 2022SOLAR ENERGY0 引言氢能是极为重要的清洁能源，在可再生能源分布式电站及氢气冶金等众多领域内广泛应用。

考虑到自然界内很少存在单质氢气的情况，因此，必须借助工业过程实现氢能的制备，制氢技术是氢能得以发展与应用的基础。

当前，氢气主要由电解水制氢、工业副产氢等途径获得，而每个制氢途径的成本投入、原材料的再生性及二氧化碳排放量等都有所差别。

其中，全球95%以上的氢气产量来自化石燃料重整制氢方式[1]，该方式产氢过程中会排放二氧化碳；另外，近4%～5%的氢气产量来自电解水制氢方式，该方式产氢全程都不存在二氧化碳排放的问题。

基于碳排放强度的差异，制氢方式可以分为3个类型，分别为：灰氢(如煤制氢)、蓝氢(如天然气制氢)、绿氢(如电解水制氢、可再生能源制氢)。

考虑到氢能产业发展的最初目标就是实现节能减排的效果，因此，未来的绿色能源发展中，氢能产业必将朝着电解水制氢这一绿氢方向寻求进一步的发展与突破，电解水制氢方式将拥有充足的成长与进步空间[2]。

近些年，电解水制氢技术蓬勃发展，不少国家都开始将其确立为除交通领域外的电力等诸多行业的未来目标，而且该技术在政府规划及应用示范等领域内都有突出表现，是极为重要的战略资源技术。

在众多研究电解水制氢的技术文献中，由于碱性电解水(AWE)制氢、质子交换膜(PEM)电解水制氢这2种电解水制氢方式比较容易实现，因此经常会被比较。

但由于碱性电解水制氢比质子交换膜制氢更适用于大规模制氢，并且利用可再生能源制氢是各大用氢企业降低成本的共识，因此针对DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20220228.04 文章编号：1003-0417(2022)05-103-12大型碱性电解水制氢装备多对一的应用与实践杨成玉1*，马　军2，李广玉3，赵晓亮1，顾永鑫1(1. 考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司，苏州 215100；2. 苏州竞立制氢设备有限公司，苏州 215168；3. 苏州大学应用技术学院，苏州 215101)摘　要：近年来，随着氢能的进一步发展，制氢厂家的电解水制氢装备的大型化被逐渐提上议事日程，无论是纯水制氢方式的质子交换膜制氢装备，还是碱性制氢方式的碱性电解水制氢装备，所有的氢气用户都会关心单台制氢设备的最大产能，碱性电解水制氢装备的大型化、集约化更成为研究人员关注的焦点。

水电解制氢系统技术要求公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]水电解制氢系统技术要求 GB/T 19774-2005(非移动式系统)检查内容5．1．1通用要求5.1．1．1水电解制氢系统包括下列单体设备或装置：水电解槽及其辅助设备一一分离器、冷却器、，压力调节阀、碱液过滤器、碱液循环泵；原料水制备装置；碱液制备及贮存装置；氢气纯化装置；氢气储罐；氢气压缩机；气体检测装置；直流电源、自控装置等。

5．1．1．2水电解制氢系统可采用固定式或移动式5．1．1．3水电解制氢系统的副产品氧气，可根据需要回收利用或直接排入大气。

当回收利用时5．1．3工作条件5．1．3．1水电解制氢系统的工作压力（か）分为：常压、低压和中压三类，它们的压力范围规定为：常压水电解制氢系统，p＜0．1MPa低压水电解制氢系统，0．1MPa≤p＜1．6MPa；中压水电解制氨系统，1．6MPa≤p＜10MPa5．1．3．2环境温度根据用户要求确定水电解制氢系统的工作环境温度。

在没有确定的数据时，宜按工作环境温度小于45℃为依据。

）5．1．3．3水电解制氢系统所处场所有爆炸危险的区域及等级的划分，应符合GB50177的规定5．1．3．4水电解制氢系统的外供电系统的输入电压值由用户确定，电压等级宜为10kV、380V水电解制氢系统每台水电解槽成独立配置直流电源。

）5．1．3．5水电解用原料水的水质应符合表2规定。

5．1．3．6水电解制氢系统采用苛性破性水溶液时，所使用的氢氧化钾或氢氧化钠应符合GB／T2306、GB／T629的规定。

在苛性碱性水溶液电解制氢系统运行中，苛性碱性水溶液（电解液）的质量要求应符合表3的规定5．1．3．7水电解制氢系统应设置吹扫置换接口。

吹扫置换气采用含氧量小于0．5％的氮气。

5．1．3．8冷却水的水压宜为0．15MPa～0．35MPa，循环冷却水的水质应符合表4的要求。

5．1．3．9仪表或气动用压缩空气的气源压力应按仪表或气动要求确定，其质量宜符合GB／T4830的规定或相关产品的要求5．2单体设备5．2．1通用要求5．2．1．1水电解制氢系统的单体设备，应根据水电解制氢系统的规模、用氢特性、氢气品质的不同要求，合理配置不同的单体设备。

电解水制氢装置的设计和性能测试电解水制氢技术是一种先进的氢气生产方式，它具有高效、低成本、环保等优点，因此近年来被广泛研究和应用。

在电解水制氢过程中，电解器是最核心的设备，其设计和性能对氢气生产的效率和质量具有重要影响。

本文将着重分析电解水制氢装置的设计和性能测试两方面内容。

一、电解水制氢装置的设计1、电解池的选择电解器是电解水制氢的核心设备，它由阳极、阴极和电解液组成。

目前常见的电解器有固态电解器、液态电解器和膜分离电解器等。

在设计电解器时需要考虑其性能和使用寿命。

（1）固态电解器：又称为固态氧化物电解池，由于其使用的材料是固体陶瓷材料，因此具有较高的稳定性和耐腐蚀性，不易受异物污染和电化学反应的影响。

但是固态电解器工艺复杂，制造成本高，需要高温运行，因此适用范围较窄。

（2）液态电解器：液态电解器使用传统的液态电解液，其优点是结构简单、制造成本低、易于维护和更新。

但是与固态电解器相比，由于电解液的腐蚀性较强，导致电解器的稳定性较差，容易受到杂质的影响，会影响气体纯度。

（3）膜分离电解器：膜分离电解器是一种新型的电解器，它使用特殊的离子膜分离阳极和阴极，以减少电解液中的杂质对气体纯度的影响。

膜分离电解器与液态电解器相比具有更高的稳定性和纯度，但是其制造成本较高。

在选择电解器时，需要综合考虑实际使用情况、所需纯度和杂质容忍度等因素，选择最合适的电解器类型。

2、电极材料的选择电极是电解池的核心部件，其质量直接影响气体制备效果。

在选择电极材料时需考虑其耐腐蚀性、导电性、化学稳定性和成本等因素。

常见的电极材料有铂、钯、钛、镍和不锈钢等。

（1）铂：铂具有较高的催化活性和电化学稳定性，不易受到腐蚀，但是铂的价格较高，不适用于规模较大的产氢设备。

（2）钯：与铂相比，钯的价格较便宜，但是其催化活性和电化学稳定性不如铂。

（3）钛：钛具有良好的耐腐蚀性和导电性，但是钛的成本较高，不适用于大规模产氢设备。

（4）镍和不锈钢：镍和不锈钢是一种成本较低的电极材料，但是它们的催化活性和电化学稳定性较差，容易受到腐蚀。

四川瑞能硅材料有限公司CDI车间电解制氢工序操作规程编制：宋涛审核：批准：生效日期：2010年10月目录第一节生产的目的及工作原理一、生产的目的二、工作原理（一）电解工作原理.................................（二）纯化工作原理.................................第二节质量标准及技术参数一、原料质量标准（一）脱盐水质要求：...............................（二）氢氧化钾.....................................（三）冷却水.......................................（四）电源.........................................（五）氮气.........................................（六）仪表气源.....................................二、工艺及设备技术参数（一）电解槽工艺技术参数...........................（二）纯化装置工艺技术参数.........................三、产品质量标准错误!未指定书签。

第三节工艺流程简介一、制氢装置工艺流程简介（一）碱液循环系统.................................（二）氢气系统.....................................（三）氧气系统.....................................（四）原料水补充系统...............................（五）冷却水系统...................................（六）充氮和氮气吹扫系统...........................（七）排污系统（八）整流系统（九）控制系统二、纯化系统工艺流程简介（一）工艺流程简图.................................（二）工艺流程解释.................................第四节电解液配置岗位操作法一、制氢系统的操作（一）开车前的准备（二）、电解液的配制（三）稀碱运行（1#电解槽为例，其它电解槽运行同1#电解槽）（四）浓碱运行（以1#电解槽为例，其他电解槽运行同1#）（五）自控部分的调试（六）装置正常运行工作（七）停车操作（八）应急停车操作（九）常见故障及排除方法三、纯化系统的操作（一）开车前的检查与准备（二）气密性试验（包括氢气储罐及缓冲罐）（三）、开车操作步骤（四）装置正常运行工作（五）、停车操作（六）生产中常见事故及处理第五节事故应急处置程序与处置措施一、触电急救（一）发现触电后，应迅速使触电者脱离电源。