当前位置：文档之家 › 制氢系统ppt课件

制氢系统ppt课件

  • 格式：ppt
  • 大小：2.10 MB
  • 文档页数：48

下载文档原格式

  / 48

合集下载

生物制氢PPT课件

生物制氢PPT课件


光合微生物产氢
投入：光能 产出：氢气
光合微生物产氢
直接光解产氢 间接光解产氢 光发酵产氢
• 光能
直接光解产氢
光能自养型微生物
氢气
• 特点：直接利用光能产生氢气
例－绿藻
• 绿藻属于人类已知的最古老植物之一，通过 进化形成了能生活在两个截然不同的环境中 的本领。
• 当绿藻生活在平常的空气和阳光中时，它像 其他植物一样具有光合作用。光合作用利用 阳光，水和二氧化碳生成氧气和植物维持生 命所需要的化学物质。
光合微生物制氢的总况
• 优势明显：以太阳能为能源、以水为原料，能量 消耗小，生产过程清洁，受到各国生物制氢单位 的关注。
• 现况无奈：目前光合微生物制氢离实用化还有相 当距离，光能转化率低，要大量制氢，就需要很 大的受光面积，还没有满意的产氢藻。
• 仍有希望：但普遍认为，光合生物制氢很有发展 前景。据美国太阳能研究中心估算，如果光能转 化率能达到10%，就可以同其他能源竞争。
• 然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养 成分，并且被置于无氧和光照环境中 时，绿藻就会回到另一种生存方式中 以便存活下来，在这种情况下，绿藻 就会产生 光能
光能自养型微生物(光合作用)
有机物
• 光能
光能自养型微生物(产氢过程)
氢气
特点：先利用光能生产有机物，再利用光能分解 有机物而产生氢气
• 当这种适应了厌氧条件的蓝细菌被放回光 照且厌氧的环境中时，产氢速率可以大幅 度提高
• 它的光合作用正常后，则停止产氢
固氮酶：催化还原氮气成氨，氢气作为副产物产生
可逆氢酶：能够氧化合成氢气 吸氢酶：氧化由固氮酶催化产生的氢气
光发酵产氢
有机物 光能异养型微生物
电解水制氢PPT课件

电解水制氢PPT课件

• 石棉布呈多微孔组织，以便通过K+和OH-。 • 隔膜框上部在氢、氧两侧均开有小孔，称为气道
圈，用以通过氢气和氧气。隔膜框下部设有液道 圈，用以通过电解液。 • 气体总出口和碱液进口均设在电解槽中部，称为 中心隔膜框，它比其他隔膜框稍厚，这样可以改 善电解液的均匀有被阴极还原的可能，这也要消-耗电能。
14
补充水质量要求
名 称 含量（mg/L）
Fe2++Fe3+
＜1
Cl-
＜6
干燥残渣
＜7
• 电解液中的杂质除来源于药品之外，还可能 来自不纯净的补充水常用的补充水是汽轮机 的凝结水
-
15
电解液质量标准
项目
单位 含量
KOH KOH密度 Fe2++Fe3+
Cl-
Na2CO3
• 作用：
– 净化氧气，
– 挡火密封。
– 一般氧气不收集而 对空排放掉，因此， 水封槽的重要性就 更大了。
-
32
砾石挡火器
• 挡火器内部充填粒度为10~20mm的洁净碎 石，设置于氢气放空出口处，三个氢气储 罐在弹簧安全阀后面可以串联起来，使用 一个挡火器。
-
33
储气罐
• 电解产生的氢气、氧气，经过一系列净化 和冷却处理，最后存入储气罐备用。
电解水制氢
-
1
制氢装置
• 中压电解水制氢装置：
– 工作温度：70~80℃ – 电解液：KOH溶液
• 系统构成：
– 电解槽：主设备 – 氢侧系统、 – 氧侧系统 – 补给水系统 – 碱液系统 – 纯水制备 – 其它：氢气和氧气的储存、纯化、压缩输送设备以及
有关控制仪表和电源等。
制氢课件PPT

制氢课件PPT


表一 下吸式气化炉实验结果（体积百分含量） H2 O2 CH4 CO CO2 C2H4 C2H6 24.0 0.4 4.4 37.9 32.6 0.6 0.1
2021/3/10
12
• 从表1可见，气化产物中，有相当一部分 是CO。因此在生物质气化中，为了提高氢 气产出量，需在气化介质中加入水蒸气。通 常认为，在蒸汽流态化条件下发生下述反应：
质在气化介质中如：空气、纯氧、水蒸气或 这三者的混合物中加热至700度以上，将生 物质分解为合成气。生物质气化的主要产物 为H2、CO2、CO、CH4，混合气的成分组 成比因气化温度、压力、气化停留时间以及 催化剂的不同而不同：气化反应器的选择也 是决定混合气组成的一个主要因素。
2021/3/10
摘自文献生物质废弃物制氢技术
2021/3/10
10
• 综合分析上述三种气化炉可知，下吸式气 化炉在提高产品气的氢气含量方面具有其 优越性，但其结构复杂，可操作性差，因 而如何改进下吸式气化炉的物料流动性， 提高其气化稳定性是下吸式气化炉需要研 究的。
2021/3/10
11
• 1.2 水蒸气气化、合成气催化变换
表1是在图2所示的下吸式气化炉条件下，以混 合木块为气化原料，气化介质为空气，燃烧区 温度为840度时气化产物的组成。
生物质 气化反应 空气、水蒸气
变换反应
合成气净化 氢气 图2
摘自文献生物质废弃物制氢技术
3
• 生产工艺流程简介 • ⑴甲醇裂解制氢工艺流程框图
脱盐水系统
甲醇
汽化塔
导热油炉系统 轻柴油
反应器
PSA尾气
冷凝、洗涤、气液分离 变压吸附 储罐
用户
冷凝分离液
2021/3/10
《制氢学习》课件

《制氢学习》课件


3 化石燃料重整法
利用化石燃料进行重整反应产生氢气。
4 生物制氢法
利用微生物或酶的作用产生氢气。
制氢的应用
加氢制氢
将氢气与其他物质反应，如加 氢裂解重油。
催化制氢
利用催化剂加速制氢反应速率， 提高氢气产量。
燃料电池等领域中的 应用
介绍燃料电池、氢能源汽车等 领域中氢气的应用。
制氢的发展前景
1
国内外制氢的现状和发展趋势
分析国内外制氢技术的现状和未来发展趋势。
2
制氢技术的市场前景及产业化
探讨制氢技术在市场上的潜力和产业化的可能性。
3
结语
总结制氢技术的应用前景，并展望未来制氢技术的发展。
《制氢学习》PPT课件
# 制氢学习
制氢的概述
制氢的意义和现状
探索制氢技术的重要性及全球现状，解决能源和环境问题。
制氢的分类和原理
介绍制氢方法的分类和基本原理，如热分解法、电解法等。
制氢的方法
1 热分解法
通过高温加热将物质分解产生氢气，适用于 可性材料。
2 电解法
利用电流将水分解成氢气和氧气，是最常用 的制氢方法。
《生物质制氢技术》课件

《生物质制氢技术》课件

宣传推广
加强对生物质制氢技术的宣传和推广，提高社会认知度和接受度 ，促进技术的普及和应用。
技术创新与突破
研发支持
加大对生物质制氢技术研发的投入，鼓励科研机构和企业进行技 术创新，提高技术水平和竞争力。
技术交流与合作
加强国际间的技术交流与合作，引进先进技术，推动技术进步和产 业升级。
人才培养
重视人才培养，加强生物质制氢领域的人才队伍建设，为技术创新 提供人才支撑。
降低成本是生物质制氢技术推广 应用的关键，需要加强副产物的 资源化利用和降低能耗等方面的 研究。
开发新型生物质资源是解决生物 质资源多样化问题的有效途径， 可以探索利用木质纤维素等新型 生物质资源进行制氢。
04
生物质制氢的环保与经济性 分析
环保性分析
减少温室气体排放
01
生物质制氢过程中产生的二氧化碳与生物质生长过程中吸收的
生物质来源
生物质主要来源于农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪便、城 市垃圾和废水等。
生物质转化
生物质通过热解、气化、发酵等过程转化为氢气和其他有用 物质。
生物质气化制氢
原理
生物质在高温条件下，经过气化反应将有机物转化为合成气，其中含有氢气、 一氧化碳、二氧化碳等。
工艺流程
生物质经过干燥、粉碎后，进入气化炉进行气化反应，生成的气体经过冷却、 净化后得到氢气。
二氧化碳达到平衡，从而减少温室气体排放。
废弃物资源化利用
02
生物质废弃物如农业废弃物、林业废弃物等可用于制氢，实现
废弃物的资源化利用，降低环境污染。
替代化石燃料
03
生物质制氢可以替代传统的化石燃料，减少对化石燃料的依赖
，降低空气污染和碳排放。
经济性分析
京能山西京玉电厂制氢系统培训课件 共44页PPT资料

京能山西京玉电厂制氢系统培训课件 共44页PPT资料

氢气是无色、无臭、无味和无毒的可燃气体，它同氮气、氩 气、甲烷等气体一样都是窒息气，扩散性强，还原性强，导热 系数高。 氢气是一种易燃、易爆气体，在空气中的爆炸极限：上限 75.5%，下限4%。在纯氧中的爆炸极限：上限94%，下限 4%.氢气的着火性能随着温度和压力的不同而变化。 爆炸条件：
1.在爆炸的范围内
（3）输电板：电解槽的中间极板和左右端极板上都焊有输电 板。中间极板接直流输出正极，两个端极板接直流输出负极。
• 制氢系统概述
制氢装置和贮存系统为发电机提供氢气冷却系统所需 的氢气，其纯度和湿度应满足发电机氢气冷却系统的 要求。我厂设备为一套完备的制氢工艺装置以及氢气 贮存和分配系统。包括氢发生处理器（含电解槽、框 架一、干燥装置、碱液泵）、框架二、框架三（含除 盐水箱、碱液箱、注水泵）、氢气贮罐、压缩空气贮 罐、除盐水闭式冷却装置以及系统内的电气及控制设 备、管道、阀门和仪表等。
制氢系统工艺流程
电解制氢装置可分为十个子系统，其中包括： 气系统、氧气系统、碱液循环系统、气体排空系 统、补水系统、冷却水系统、排污系统、储氢系 统、充氢系统、除盐水箱补水系统。
京玉电厂制氢系统工艺流程图
京玉电厂制氢站储氢工艺流程图
京玉电厂制氢站冷却系统工艺流程图
制氢系统工作原理
水电解制氢原理： 一、氢气的性质：
制氢站工艺流程及工作原理
京玉电厂制氢站设备 由河北电力设备厂成套提供
主要学习内容
• 制氢系统主要用途 • 制氢系统概述 • 制氢系统工艺流程 • 制氢系统工作原理 • 制氢站系统调节控制 • 分析仪表工作故障及定期维护说明 • 主要设备简介
制氢系统主要用途
一般对于火力发电厂氢冷机组来说，发电机运转时要发生能量消耗，这是有 一种能（机械能）转变为另一种能（电能）时所不可避免的。这些损耗的能量 最后都变成了热量，致使发电机的转子、定子、定子绕组等各部件的温度升高。 因为发电机的部件都是有铜质和铁质材料制成的，所以把这种能量消耗叫做铜 损和铁损。为了保证发电机，能在绕组绝缘材料允许的温度下长期运行，必须 及时地把铜损和铁损所产生的热量导出，使发电机各主要部件的温升经常保持 在允许的范围内。否则，发电机的温升就会继续升高，使绕组绝缘老化，出力 降低，甚至烧坏，影响发电机的正常运行。因此，必须连续不断地将发电机产 生的热量导出，这就需要采用氢气强制冷却。
第十章 生物质制氢PPT课件

第十章 生物质制氢PPT课件

第十章 生物质制氢
1. 基本理论 2. 主要的生物制氢技术及其发展现状 3. 生物制氢存在的问题及展望
第一节 基本理论
一、氢能的特点 作为能源，氢有以下特点： （1）所有元素中，氢重量最轻。 （2）氢是极好的传热载体。 （3）存储量大。 （4）氢的发热值高。 （5）氢燃烧性能好。
（6）氢本身无毒。 （7）氢循环使用性好。 （8）氢能利用形式多。 （9）氢能适应储运及各种应用环境的不同要
• 虽然在标准状况下NADH+H+转化为H2的过 程不能自发进行，但在NADH铁氧还蛋白和 铁氧还蛋白酶和铁氧还蛋白氢酶作用下， 该反应能进行。
• 可溶性碳水化合物（如葡萄糖、蔗糖、乳 糖和淀粉等）的发酵以丁酸型发酵为主。
• 含氮有机化合物的酸性发酵，难降解碳水 化物得厌氧发酵表现为丙酸型发酵途径。
①预处理环节
木质纤维素结构复杂，需要对原料进行预 处理，以去除部分或全部木质素，溶解半 纤维素，或破坏纤维素的晶体结构，从而 减少聚合度，增加孔隙度和表面积等，以 促进酶与底物相互接触并反应，提高酶解 速率和糖得率。
理想的预处理方法应满足： ① 有利于酶水解过程的糖化； ② 避免碳水化合物的降解或损失； ③ 避免生成对后续水解或发酵有害的副产品； ④ 经济可行。
（一）光合制氢技术 1、原料特点
光合微生物制氢是指利用光合细菌或微藻 将太阳能转化为氢能。
光合细菌的优点：
① 容易培养并且可以利用多种有机废弃物为产氢 原料，具有较高的理论转化率；
② 可利用的太阳光谱范围较宽，比蓝细菌和绿藻 的吸收光谱范围更广泛，具有较高的光合转化 潜力
③ 产氢需要克服的自由能较小，乙酸光合细菌产 氢的自由能只有+8.5KJ/mol；
（二）产氢途径 1、光合产氢途径
生物制氢2ppt课件

生物制氢2ppt课件

液态存储
热分层（引起爆炸）；不能长期保存。 通过高压氢绝热膨胀实现：加压→冷却→膨胀→液化。 Key：绝热；
10
11
吸储材料储氢
物理吸附材料（多孔材料——吸附、晶格吸储——石墨、合金） 化学反应材料（金属，催化可逆吸氢）
高压氢气与吸储材料复合式储氢
12
无机储氢材料
铝氢化物
3NaAlH4 Na3AlH6
15
气化原理
16
气化设备
17
18
19
20
流态化与流化床
固定床|最小流化床|平滑流化床|鼓泡床|腾涌床|层式腾涌床|紊流床|流态化输送 气速增加
21
流化床的优点
生物质流化床气化与固定休气化相比较，具有以下优点： ① 流化床气化可以使用粒度很小的原料，对灰分的要求也不高； ② 流化床气化效率和气化强度都比较高，因此，其气化炉的断面要 小； ③ 流化床气化的产气能力可在放大范围内波动，且气化效率不会明 显降低； ④ 流化床使用的燃料颗粒很细，传热向积大，故传热效率高．而且， 气化反应温度不是很高且均衡，使结渣的可能性减弱。
+102.5kJ/mol +200.2kJ/mol +115.6kJ/mol +49.62kJ/mol +42.9kJ/mol
Q
催化剂：铬、锌、铜等。 甲醇产率可达95%.
1
3. 生物制氢工艺 3.1 原料
水、淀粉类、纤维素、糖蜜、有机酸、工业废水、生活污水
3.2 工艺 ① 光裂解：两步制氢法——正常光合/缺硫厌氧产氢 ② 光发酵：废水发酵产氢菌体利用（蛋白饲料、提取高
附加值的辅酶Q、类胡萝卜素）达标排放； key：控制成本----光反应器的设计、培养条件优化。
制氢系统ppt课件

制氢系统ppt课件

冷却器的目的是为了冷却从再生干燥器出来的氢气，使之温度在 100℃以下。所以当干燥器不再生时，气体不必过冷却器。 • （4）气体过滤器
• 放在干燥器后面，滤去气体中所含的微尘。
完整版ppt课件
23
氢气干燥装置使用注意事项
• 1.干燥装置间严禁明火，操作人员严禁穿带钉的鞋入内。 • 2 .应注意观察氢气的含氧量应≤0.5%，若≥0.5%应停机。 • 3. 再生进气温度不得超过 350℃，再生加热终止温度不得超过 300℃。 • 4 .当没有氢气流过加热器时，禁止长时间开启加热器（不超过 15s），
• 捕滴器一般装在洗涤器的上顶部或是分离器（如卧式分离器）的气
体出口处，用于分离氢（氧）气中夹带的直径为 0 . 3 µm以上微液滴。
它是在一定直径的圆筒内装填一定规格和数量的不锈钢捕滴网。当进
入捕滴器的气体流速控制在一定范围内时，气体中夹带的液滴撞到丝
网并附在其上，水滴聚集到一定程度，在重力作用下沿丝网下流，达
• 3、故障及排除方法：
• 碱液循环量不断下降，槽体温度升高，或者分离器冷却正常而槽温 又难以下降，这说明过滤器的滤网堵塞，应取出滤芯进行清洗。
• 过滤器的清洗在停车状态下进行，清洗方法是：关闭过滤器进出口 截止阀，打开过滤器顶部排气阀，泄掉过滤器内压力。拆开过滤器法
兰螺拴，取下法兰盖，卸下滤筒进行清洗。
2H2O → 2H2↑+ O2↑
完整版ppt课件
3
工艺流程
完整版ppt课件
4
气液处理器典型流程图
完整版ppt课件
5
系统组成
2.1电解槽：
1）、单极性电解槽：
单极电解槽是由外部并联若干个电解槽组成的。而单元电解槽由若干 个彼此交替的、彼此平行的阳极版和阴极版组成。对于一个电极而言只 能做阳极或阴极。单极性电解槽安装、维修简便，效率低，体积大。
《制氢工艺技术》课件

《制氢工艺技术》课件

《制氢工艺技术》PPT课件
目 录
• 制氢工艺技术概述 • 制氢工艺的主要类型 • 制氢工艺技术的经济性分析 • 制氢工艺技术的发展趋势与展望
01
制氢工艺技术概述
氢气的性质与用途
氢气的性质
氢气是一种轻质、易燃易爆、无色无 味的可燃气体，具有很高的热值和能 量密度。
氢气的用途
氢气是重要的工业原料，广泛应用于 化工、石油、冶金等领域，同时也是 燃料电池的主要燃料。
环境压力
传统化石能源的使用对环境造成了巨大的压力， 发展制氢技术有助于减少温室气体排放，缓解环 境压力。
产业升级
制氢技术的发展对于推动相关产业升级和转型具 有重要意义，能够带动一系列产业链的发展。
02
制氢工艺的主要类型
天然气制氢
天然气蒸汽转化制氢
将天然气与水蒸气在高温下反应，通过转化反应将天然气转 化为氢气和一氧化碳的混合气体，再通过一氧化碳变换反应 进一步制取高纯度氢气。
制氢技术的经济性评价方法
投资回收期法
通过计算投资回报率来评估技术的经济性。
净现值法
考虑资金的时间价值，通过比较不同方案的 净现值来选择最优方案。
内部收益率法
计算投资方案的内部收益率，以评估其盈利 能力。
制氢工艺技术的经济性比较与选择
1
比较不同制氢技术的成本与效益，选择经济性更 优的方案。
2
考虑环境影响，权衡经济效益与环境成本。
开发新型反应器结构
研究新型反应器结构，提高反应器的传热、 传质性能。
加强副产物的回收与利用
副产物分离与回收
研究高效的副产物分离和回收技术， 提高副产物的回收率。
副产物资源化利用
将副产物转化为有价值的资源，实现 副产物的资源化利用。
甲醇制氢PPT课件

甲醇制氢PPT课件

24
反应器(R-101A/B)
反应器是甲醇重整制氢的核心设备，为列 管式。管内装催化剂，壳程为加热介质导 热油。25换热器(E-101):
利用废热将原料加热。 使重整气降温。
26
汽化过热器(E-102)
汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。
加热介质是导热油。
14
原料消耗量：
甲 醇： 550～600Kg/h 脱 盐 水： 320～360Kg/h.
15
公用工程规格及消耗：
供 电： 装机容量： 电耗：
380V/220V 50HＺ； 120KW
≤99.8 KW
循环冷却水用量： 75吨/h 仪表空气： 80NM3/h，0.6MPa 蒸汽：10.3MPa,314℃
合格的转化气经过一套由6台吸附塔并联交 替操作的变压吸附系统，一次性吸附分离 所有杂质，得到纯度和杂质含量均合格的 产品氢气。
与水电解制氢相比单位氢气成本低30 ％以上。
与氨裂解制氢技术相比具有反应条件 温和，原料运输和储存方便。
6
工艺原理
本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～ 280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和 二氧化碳转化气。
其原理如下：
主反应： CH3OH＝CO＋2H2
+90.7 KJ/mol
12
工艺流程图
高压蒸汽 精甲醇 脱盐水
导热油换热器
汽化过热
转化反应
循环液
冷却、吸收
变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气 解吸气
13
系统操作参数：
氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm）

氢的制备与储存技术ppt演示课件

12
5.各种化工过程副产氢气的回收
多种化工过程如电解食
盐制碱工业、发酵制酒 工艺、合成氨化肥工业、 石油炼制工业等均有大 量副产氢气，如能采取 适当的措施进行氢气的 分离回收，每年可得到 数亿立方米的氢气。这 是一项不容忽视的资源， 应设法加以回收利用。
氢回收工厂
13
二、氢的储存
14
氢可以气态、液态和固态3种方式进 行储存。
氢储存装置
16
3、而利用吸氢材料与氢气反应生成固溶体和 氢化物的固体储氢方式，能有效克服气、 液两种储存方式的不足，而且储氢体积密 度大、安全度高、运输方便、操作容易， 特别适合于对体积要求较严格的场合，如 在燃料电池汽车上的使用。
17
目前，有希望达到或接近该要求的材 料有3大系列： a．镁基合金材料； b．碳基材料； c．络合物储氢材料。
7
（3）以重油为原料部份氧化法制取 氢气
重油原料包括有常压、
减压渣油及石油深度加 工后的燃料油。重油与 水蒸汽及氧气反应制得 含氢气体产物。
该法生产的氢气产物成
本中，原料费约占三分
之一，而重油价格较低，
故为人们重视。
我国建有大型重油部份
氧化法制氢装置，用于
氢气氨分解炉
制取合成氨的原料。
8
3.生物质制氢
生物质资源丰富，是重要的可再生能源。 生物质可通过气化和微生物制氢。
9
（1）生物质气化制氢
将生物质原料如薪柴、锯未、麦秸、稻草 等压制成型，在气化炉（或裂解炉）中进 行气化或裂解反应可制得含氢燃料气。
10
（2）微生物制氢
利用微生物在常温常压下进行酶催化反应 可制得氢气。
11
4.其它含氢物质制氢
1、气态方式较为简 单方便，也是目前储 存压力低于17 MPa 氢气的常用方法，但 体积密度较小是该方 法最严重的技术缺陷， 另外气态氢在运输和 使用过程中也存在安 全隐患。
  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)。

洗涤器或氧分离器，从而构成完整的碱液循环。
13
14
分离器与洗涤器
。 • （1）分离器作用： • ①借助于重力使水电解产生的氢气和氧气与循环碱液分离。 • ②除掉气体中的碱雾及液滴并降低气体温度； • ③维持水电解过程中所需的电解液容量，并观察液位； • ④通过分离器内设置的蛇管冷却循环液，控制槽温。 • （2） 洗涤器：容器由筒体，上下封头焊接而成并装有液位计、温度
• 捕滴器一般装在洗涤器的上顶部或是分离器（如卧式分离器）的气
体出口处，用于分离氢（氧）气中夹带的直径为 0 . 3 µm以上微液滴。
它是在一定直径的圆筒内装填一定规格和数量的不锈钢捕滴网。当进
入捕滴器的气体流速控制在一定范围内时，气体中夹带的液滴撞到丝
网并附在其上，水滴聚集到一定程度，在重力作用下沿丝网下流，达
发电厂制氢系统
1
提纲
一、系统简介 • 1.制氢原理 • 2.系统组成 • 2.1电解槽 • 2.2系统图 • 2.2框架一 • 2.3纯化干燥框架 • 2.4框架二 • 2.5框架三 • 2.6原料补充水 • 2.7冷却部分 二、系统运行规范 三、其他
2
制氢原理
高纯度的氢气是通过电解纯水而获得的，由于纯水的导电性能较差，则
氧气经过与碱液的分离氧气出口调节阀排空。
氢气经过氢分离洗涤器，在其内与碱液分离，然后从氢分离洗涤器顶部 的氢气管道进入氢气冷却器。在冷却器中将氢气由 75～90℃冷却至 40℃左右，再进入气水分离器，分离出冷凝水滴，使含湿度降到 4g/Nm3下，经氢气出口调节阀流向干燥器框架。
碱液经过氢分离洗涤器和氧分离器中分离出氢气和氧气后，在两分离器
• 3、故障及排除方法：
• 碱液循环量不断下降，槽体温度升高，或者分离器冷却正常而槽温 又难以下降，这说明过滤器的滤，清洗方法是：关闭过滤器进出口 截止阀，打开过滤器顶部排气阀，泄掉过滤器内压力。拆开过滤器法 兰螺拴，取下法兰盖，卸下滤筒进行清洗。
计。容器中下部设有蛇管冷却器，上部顶端设有捕滴网芯。 • 洗涤器的作用：除掉气体中的碱雾及液滴，通过洗涤器内设置的蛇
管冷却洗涤液，并降低气体温度。
15
碱液过滤器与捕摘器
• 碱液过滤器
• 1、作用：用来除去循环碱液中机械杂质和绒毛。
• 2、结构：碱液过滤器由筒体、滤筒、滤网、法兰等组成。过滤网选 用80—100目的不锈钢丝网或镍丝网。
底部的连通管内汇合，经碱液过滤器去除固态杂质，再经碱液冷却器冷
却，进入碱液循环泵，由泵加压后回到电解槽。在电解槽中，碱液先从
液道进到中间极板，再由中间极板底部的通道，从各主极板的进液孔进
入各电解小室，在各电解小室中进行电解，而后与电解出来的氢气或氧
气一起，分别从各自的出气孔进入氢气道或氧气道，再分别进入氢分离
流。槽内电压决定于相邻两电极的电位差。电解槽的总电压为各个小室
电压之和。
6
一体式水解制氢设备（电解槽）
7
故障与维护
• （1）电解槽小室电压增加到2.5V或者更高，这时需要停车，清洗过 滤器，电解槽排污。或者用碱液循环泵大流量循环碱液，疏通电解槽 小室。则要考虑相邻两片极板短路，使它们内部不产生气体。
8
系统图
系统图
9
10
配电柜整流柜控制柜
11
控制柜内部
12
框架一(气液处理器)
框架一为组装单元式，装置包括：氢分离洗涤器、氧分离器、气体冷却 器、碱液过滤器、碱液冷却器、排污器、空气过滤器、碱液循环泵、管 路、阀门及一次仪表和等。
电解槽出来的碱液与氧气，碱液与氢气的混合物分别进入框架一氢气分 离洗涤器和氧分离器。
2H2O → 2H2↑+ O2↑
3
工艺流程
4
气液处理器典型流程图
5
系统组成
2.1电解槽：
1）、单极性电解槽：
单极电解槽是由外部并联若干个电解槽组成的。而单元电解槽由若干 个彼此交替的、彼此平行的阳极版和阴极版组成。对于一个电极而言只 能做阳极或阴极。单极性电解槽安装、维修简便，效率低，体积大。
2）、双极性压滤式电解槽：
双极性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，传到下个一块极板，由另一端极板输出。
每个电极板即产生氢，又产生氧，每个电极既是阳极又是阴极。它使
用有绝缘边的隔膜作为电解小室的中间层，这样具有压滤机的结构，所
以称双极性压力式电解槽。双极性水电解槽中的每块极板都传导总的电
• （2）法兰接口处漏碱：适当拧紧螺母或更换聚四氟垫片。 • （3）弹簧片碎裂：先停车待温度恢复到常温状态，松开相应的螺栓，
拆下损坏的弹簧片，换上备件重新拧紧。 • （4）气体纯度下降：当碱液循环量正常，差压和碱液温度控制正常
情况下，则要考虑石棉隔膜布可能破损，这时电解槽则需要大修。把 槽体拆开，更换全部氟塑料隔膜石棉布垫片，重新组装。 • （5）电解槽温度过高，检查整流柜，其次则是查看电解液是否清洁， 如果不清洁则应更换电解液。
到分离液滴的目的。
16
碱液循环泵
• 保证系统的碱液循环。 • （1） 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,应有适量的循环量。槽内电解液更换次数每小时2—4次。 在常压系统中，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，电流密度较大，一般强制循环。 碱液在氢分离器和氧分离器中，靠重力作用与氢气、氧气分离后，通 过氢氧分离器的连通管汇总，再经过碱液过滤器除去杂质，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）电解液循环的目的： • ①在于向电极区域补充电解消耗的纯水。 • ②带走电解过程中产生的氢气、氧气和热量。 • ③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。
需加入电解质溶液，以促进水的电解。常用的电解质一般为NaOH或KOH
。
1.阴极反应：
电解液中的H+（水电解后产生的）受阴极的吸引而移向阴极，最后接受
电子而析出氢气，其放电反应是：
2 .阳极反应：
2H+2e → H2↑
电解液中的OH–受阳极的吸引而向阳极移动，最后放出电子生成水和氧气
，其放电反应是：
2OH–2e → H2O + 1/2O2↑ 3 .阴、阳极合起来的总反应式为：