水电解制氢装置的氮气是干嘛用

水电解制氢装置讲义

中国船舶重工 第七一八研究所

集 团 公 司 1

水电解制氢装置讲义

目 录

前 言 .................................................. 1

通用部分

第一章 氢 气 .......................................... 1 第一节 氢气的制备 .................................... 1 第二节 氢气的性质和用途 .............................. 6 第二章 水电解制氢 ...................................... 8 第一节 水电解制氢装置的工作原理 ...................... 8 第二节 水电解制氢装置的用途与技术参数 ................ 9 第三节 水电解制氢装置 ............................... 12 1. 水电解制氢装置的组成 ........................... 12 2. 工艺流程简介 ....

水电解制氢操作要点

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。

2、水电解槽工作压力。通过压力变送器把压力信号传递给PLC系统，数据经处理后，控制氧侧气动薄膜调节阀来控制槽体压力。根据设备需求设定工作压力大小。

3、水电解槽氢氧液位差。由差压变送器把液位差信号传递给PLC系统，经数据处理后，控制氢侧气动薄膜调节阀来控制液位差小于1000Pa。若液位大于1000Pa则一侧压力高、液位低，水电解槽碱液

循环回路中断，槽体发生喷碱现象，甚至石棉隔膜布露出液面，造成氢氧气混合的危险。

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。

6、当出现下列情况之一时，应停机检查：

DQ-5/3.2型中压水电解制氢装置

第一册

河北电力设备厂 二零零五年元月

使用说明书

目 录

一. 概述:

1. DQ-5/3.2型制氢型号说明 2. 水电解制氢设备工作原理 3. 水电解制氢设备用途与性能 4. 水电解制氢设备包括范围 5. 水电解制氢设备主要结构 二. 系统介绍及设备安装 1. 工艺流程介绍

2. PLC自控系统介绍(参看第二册) 3. 设备安装 三. 设备调试操作 1. 调试前准备 1）.检查安装情况 2）.制氢机清洗 3）.气密试验 4）.碱液的配制 5）.其它准备工作 2. 设备试机

四. 设备的操作规程 1. 开机操作顺序 2. 定期巡视及维护 3. 正常情况下停机 4. 非正常情况下停机 5. 安全注意事项 6. 常见故障及排除方法

1

一. 概述

1、DQ-5/3.2型制氢设备型号说明

DQ─5 / 3.2

水电解制氢的最新进展与应用

一、绿色能源氢能及其电解水制氢技术进展

摘要：随着环境污染日益严重，越来越多的研究关注于绿色无污染能源，其中氢能清洁无污

染、高效、可再生，是未来最有潜力的能源载体。利用电解水技术制氢是目前最有潜力的技术，也是一种经济有效的技术。绍了氢能的研究现状和水电制氢技术，着重介绍了碱性电解槽、子交换膜电解技术以及固体氧化物水电解技术，对现有技术进行了总结。

1. 氢能的研究现状 美国：

1990年，美国能源部（DOE）启动了一系列氢能研究项目。 2001年以来，美国政府制订了《自有车协作计划》、《美国氢能路线图》。 2004年 2月，美国能源部出台的“氢态势计划”，并提出2040年美国将实现向氢经济的过渡。

美国能源部、国防部、交通部、国家科学基金、美国宇航局和商务部以及8个国家实验室、2所大学和19 个公司签署了研发合同。 欧盟：

2001 年11 月启动的“清洁能源伙伴计划”，欧盟拨款1850万欧元支持汉堡、伦敦等 10个城市的燃料汽车示范项目。

2008年11 月初欧盟、欧洲工业委员会和欧洲研究社团联合制订了2020年氢能与燃料电池发展计划。 日本：

1993年就制订了“新阳光计划”，预计到2020年投资30亿美元用于

水电解制氢的最新进展与应用

一、绿色能源氢能及其电解水制氢技术进展

摘要：随着环境污染日益严重，越来越多的研究关注于绿色无污染能源，其中氢能清洁无污

染、高效、可再生，是未来最有潜力的能源载体。利用电解水技术制氢是目前最有潜力的技术，也是一种经济有效的技术。绍了氢能的研究现状和水电制氢技术，着重介绍了碱性电解槽、子交换膜电解技术以及固体氧化物水电解技术，对现有技术进行了总结。

1. 氢能的研究现状 美国：

1990年，美国能源部（DOE）启动了一系列氢能研究项目。 2001年以来，美国政府制订了《自有车协作计划》、《美国氢能路线图》。 2004年 2月，美国能源部出台的“氢态势计划”，并提出2040年美国将实现向氢经济的过渡。

美国能源部、国防部、交通部、国家科学基金、美国宇航局和商务部以及8个国家实验室、2所大学和19 个公司签署了研发合同。 欧盟：

2001 年11 月启动的“清洁能源伙伴计划”，欧盟拨款1850万欧元支持汉堡、伦敦等 10个城市的燃料汽车示范项目。

2008年11 月初欧盟、欧洲工业委员会和欧洲研究社团联合制订了2020年氢能与燃料电池发展计划。 日本：

1993年就制订了“新阳光计划”，预计到2020年投资30亿美元用于

第十三章 制氢装置

第一节 制氢原理及设备

一、制氢原理

氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的(只有同体积空气重量的1/14.28)，具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍，CO2的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。

第十三章 制氢装置

第一节 制氢原理及设备

一、制氢原理

氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的(只有同体积空气重量的1/14.28)，具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍，CO2的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。

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

四川瑞能硅材料有限公司操作规程

SCRN-

1

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

高空电解水制氢安全制度

氢气是易燃易爆气体，氢气混合或氢气与空气混合到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源（含静电和撞击打火），就会引起严重的爆炸。确保制氢、用氢安全是头等大事，特制定本安全制度，必须严格遵守。

１、制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第一思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全工作。

２、电解水制氢操作人员必须经过严格训练，应真正了解掌握电解水制氢设备原理、结构、性能和操作方法经考核合格方可上岗。

３、任何人员不得携带火种进入制氢室。制氢和充灌气人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装（如尼龙、睛纶、丙纶……等）及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火。

４、制氢人员必须严格按电解水制氢规程制氢，开机后不得远离制氢室，应注意巡视制氢设备工作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有异常立即处理，不允许带故障运行。

５、每次开机必须做氢气纯度分析，纯度达不到99.5%，应立即停机巡查检修。

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６、使用压缩氢灌球时，钢瓶内氢气不得全部用完，瓶内气压应不低于0.05Mpa，以防空气进入瓶内。新购氢气瓶、长期存放的钢瓶和放空氢气瓶，必须经过抽真空或充氮气置换后方可使用。应定期进行氢气瓶技术检验，每

编号

QJ/SL-81-245-2005

1＃、2＃制氢装置PSA单元操作法

（补充）

中国石化股份公司 上海高桥分公司炼油事业部

二零零五年四月

上海高桥石化公司、高桥分公司 事业部级工艺技术文件修改审批表

编号：QJ/SL-81-245-2005

单位名称 文件编号 文件名称 加氢车间 QJ/SL-81-245-2005 制氢装置PSA操作法 装置名称 2＃制氢装置 修改原因及依据：（可附页） PSA系统改造，修改原有操作法。 修改方式： 出单行本 编制(装置工艺员)：李华宗 查定(车间主管主任)：卢福明 2005 年 4 月 30 日 2005 年 4 月 30 日 审事业部工艺技术岗： 查 事业部调度专业: 事业部工艺技术高级主管/主管： 年 月 日 事业部安全专业: 年 月 日 年 月 日 年 月 日 会事业部环保专业: 签 事业部设备动力专业： 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 审批(事业部总工程师)：