制氢系统ppt课件

• （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。
发电厂制氢系统
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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
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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
到分离液滴的目的。
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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。
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。
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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。
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：
• 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
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系统图
系统图
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配电柜整流柜控制柜
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控制柜内部
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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。
洗涤器或氧分离器，从而构成完整的碱液循环。
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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
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
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。
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一体式水解制氢设备（电解槽）
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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。
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
2H2O → 2H2↑+ O2↑
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工艺流程
4百度文库
气液处理器典型流程图
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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。
• 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。