电解水制氢实用工艺描述

电解水制氢工艺描述电解水生产氢气氧气是一个比较成熟的工艺。其主要组成部分有：电解槽、气水分离罐、加碱罐、洗涤罐、脱水罐、缓冲罐、冷却水箱等，电气、仪表及配套的设备元器件主要有：直流电解电源（简称电解电源）、电源冷却循环泵（简称电源冷却泵或电源泵）、电解液循环泵（简称循环泵）、电解系统冷却循环泵（简称电解冷却泵或冷却泵）、补水泵、电磁阀、压力变送器、温度变送器、差压变送器、流量计、压力表、减压阀、回火防止器、纯净水生产装置等。

电解水制氢工艺流程示意图见图1。

图1 电解水制氢工艺流程示意图

压力的单位为Mpa，小数点后面保留3位。差压的单位为kPa，小数点后面保留2位,流量单位为m3/h，小数点后面保留2位。温度的单位为°C，小数点后面保留1位,累计流量的单位为m3，小数点后面保留1位，累计工作时间的单位为h，小数点后面保留1位。

所有的电磁阀均为电开阀，通电开启，断电关闭。

一、电解电源DDY、电源冷却泵DLB、循环泵XHB及冷却泵LQB控制

表1 电解系统与冷却系统对应输入输出关系表

1、氢气压力P

H 由压力变送器PT101变送为4~20mA直流信号，根据氢气压力P

H

控制电

解电源DDY（电解电源DDY由一个开关量信号控制运行与停止）、电源冷却泵DLB和循环泵

XHB（电源冷却泵DLB和循环泵XHB与电解电源DDY同步受氢气压力P

H

控制）的通断，氢气压力可以在触摸屏上设置：

○1氢气压力上限设定值（简称压力设定上限）P

HH

的设置范围0~3.00Mpa（参考值0.40Mpa）；

○2氢气压力下限设定值（简称压力设定下限）P

HL

的设置范围0~3.00MPa（参考值0.35Mpa）。

参考值就是第一次开机设置时（或者长时间断电数据丢失时）推荐使用的数值。

○3当氢气压力P

H 高于压力设定上限P

HH

，P

H

＞P

HH

，DO1输出为OFF,电解电源DDY、电源泵

DLB和循环泵XHB停止运行；

○4氢气压力P

H 低于压力设定下限P

HL

，P

H

＜P

HL

， DO1输出为ON,电解电源DDY、电源泵DLB

和循环泵XHB通电运行。

2、当电解系统温度（实际为电解系统电解液的温度，简称电解温度）T

E

由温度变送器TT101

变送为4~20mA直流信号，根据电解温度T

E

控制电解电源DDY的通断，电解温控温度可在触摸屏上设置：

○1电解系统温度上限设定值（简称电解温控上限）T

EH

设置范围55~95°C（参考值90°C）；

○2电解系统温度下限设定值（简称电解温控下限）T

EL

设置范围50~90°C（参考值85°C）。

○3当电解系统温度T

E 超过电解温控上限T

EH

，T

E

＞T

EH

，发出报警信号，DO9输出为ON，同

时DO1输出为OFF，电解电源DDY、电源泵DLB和循环泵XHB停止运行，但这时其他系统继续正常工作。

○

4当电解系统温度T E 低于电解温控下限T EL ，T E ＜T EL ，解除报警， DO9为OFF ，电解系统恢复正常工作。

3、根据电解温度T E 控制冷却泵LQB 的通断，冷却温控温度上下限可在触摸屏上设置：

○1电解冷却温度上限设定值（简称冷却温控上限）T CH 设置范围30~90°C （参考值90°C ）； ○2电解冷却温度下限设定值（简称冷却温控下限）T CL 设置范围30~90°C （参考值85°C ）。 ○3当电解温度T E 超过冷却温控上限T CH ，T E ＞T CH ，DO2输出为OFF ，冷却泵LQB 停止运行。 ○

4当电解温度T E 低于冷却温控下限T CL ，T E ＜T CL ，解除报警， DO9为OFF ，电解系统恢复正常工作。

电解与冷却控制流程框图如下：

二、气水分离罐补水控制

表2 气水分离罐补水控制对应输入与输出关系表

氢气加碱罐和氧气加碱罐各安装了一套液位开关，控制补水电磁阀BV1和BV2。氢气加

碱罐液位开关的下限接点为L1L（对应数字量输入编号为DI1），氢气加碱罐液位开关的上限接点为L1H（DI2），氧气加碱罐液位开关的下限接点为L2L（DI3），氧气加碱罐液位开关的上限接点为L2H（DI4）。

1、补水电磁阀BV1、BV2的开阀条件（同时开阀）

液位开关L1L接通（DI1为ON）或者液位开关关L2L接通（DI3为ON），DO3、 DO4输出为ON，同时打开补水电磁阀BV1和BV2。

2、补水电磁阀BV1、BV2的关阀条件（分别关阀）

当加碱罐的液位开关L1H断开（DI2为OFF）时，DO3输出为OFF，关闭补水电磁阀BV1。

当加碱罐的液位开关L2H断开（DI4为OFF）时，DO4输出为OFF，关闭补水电磁阀BV2。

3、氢气加碱罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位

低液位：液位开关L1L接通（DI1为 ON ）+液位开关L1H接通（DI2为ON）。

正常：液位开关L1L断开（DI1为OFF）+液位开关L1H接通（DI2为ON）。

高液位：液位开关L1L断开（DI1为OFF）+液位开关L1H断开（DI2为OFF）。

4、氧气加碱罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位

低液位：液位开关L2L接通（DI3为 ON ）+液位开关L2H接通（DI4为ON）。

正常：液位开关L2L断开（DI3为OFF）+液位开关L2H接通（DI4为ON）。

高液位：液位开关L2L断开（DI3为OFF）+液位开关L2H断开（DI4为OFF）。

气水分离罐补水流程框图如下：

·三、补水泵BSB及补水电磁阀BV3、BV4控制

氢气洗涤罐和氧气洗涤罐上分别安装了一套液位开关，氢气洗涤罐上的液位开关的下限开关为L3L（DI5）、上限开关为L3H（DI6），氧气洗涤罐上的液位开关的下限开关为L4L（DI7），上限开关为L4H（DI8），用于控制补水泵BSB和补水电磁阀BV3、BV4。