水电解制氢作业指导书.docx

水电解制氢作业指导书 水电解制氢作业指导书 PAGE / NUMPAGES 水电解制氢作业指导书 水电解制氢作业指导书 编制：生产技术部 审批： 编号： DMZG/JL-52 河北东明中硅科技有限企业 2011 年 2 月 30 日 第一章 概括 设施的用途 ZQD 系列水电解制氢装置是中国船舶重工企业企业第七一八研究所研制成功的自动化操作 的制氢设施，其主要技术指标达到或超出世界先进水平，合用于化工、冶金、电子、航天等各样用氢量大、对氢气质量要求高的部门。 工作原理 水电解制氢的工作原理是由淹没在电解液中的一对电极， 中间隔以防备气体浸透的隔阂而构成的电解池，当通以必定的直流电时，水发生疏解，在阴极折出氢气，阳极析出氧气。其反响式以下： 阴极： 2H2O+2e→ H2↑+2OHˉ 阳极： 2OHˉ -2e → H2O+1/2O↑ 整体反响： 2H2O→ 2H↑ +O2↑ 装置构成 水电解制氢装置由电解槽（ 1001）、气液办理器（ 1000）、水碱箱系统（ 1300）、整流系统、控制系统及其余协助系统等构成。 注：供货范围依据用户详细的合同要求而定。 3.1 电解槽（ 1001） 电解槽为压滤式双极性构造， 是制氢装置中的主体设施。 电解槽由若干个电解小室构成， 每个电解小室由阴极、阳极、隔阂、绝缘垫片及电解液构成。端极板上部设有氢、氧气液出口管，用于导出氢、氧气体，下部设有碱液入口，用于增补电解液；中间正极框为正极，两头 极板为负极。 整流系统向电解槽供给直流电， 水分子在电极上发生电化学反响， 分解成氢气和氧气。 KOH（或 NaOH）在水中的作用在于增添水的电导，自己不参加反响，理论上是不用 耗的。 3.2 气液办理器（ 1000） 气液办理器由氢气分别器 1002、氧气分别器 1003、氢气清洗器 1001、氧气清洗器 1005、氢侧换热器 1006、氧侧换热器 1007、碱液过滤器 1009、碱液循环泵 1M11 及各种阀门、一次仪表、管路等构成，主要用来分别来自电解槽的氢气与碱液的混淆物及氧气与碱液的混淆物， 经过冷却、 分别、清洗、除雾获得纯净的氢气和氧气。装置除在控制室设有集中显示的仪表外，还装有压力、液位、温度等现场仪表，用来显示设施运转的各主要参数，保证设施安全运转。 3.3 水碱箱系统（ 1300） 水碱箱系统由水箱 1301 、碱箱 1311、加水泵 1M21及阀门等构成。 水箱用来储存原料水，碱箱用来配制储藏碱液。 装置运转中， 经过加水泵向系统中注入原料水， 有时也经过加水泵向系统中合适增补碱液。 整流系统 整流系统由整流变压器 1024 和整流柜 1022 构成。整流变压器用来将高压电转变为合适于可控硅工作的电压， 初级绕组接高压电、 次级绕组接整流柜。 整流柜用来将沟通电转变为直流电，经过铜排为电解槽供给直流电。 控制系统 控制系统包含控制柜 1020 和上位机。 控制柜由 PLC、二次仪表、安全栅、声光报警器及操作按钮、开关等构成。可实现对装置各样参数的自动检测、调理、故障报警与联锁、自动开机与停机等功能。 上位机可实现对装置各参数的监控和记录等功能，并可对设施进行远程操作。 主要技术参数及运转条件 主要技术参数 见表 运转条件 见表 调试配件条件 见表 表 1.1 主要技术参数 项目 氢气产量 Nm 3/h 120 氧气产量 Nm 3/h 60 氢气纯度 % ≥ 氧气纯度 % ≥ 氢气含水量 g/m 3 ≤ 4 氢气含碱量 mg/m 3 ≤ 1 直流电压 V 122 直流电流 A 4560 工作压力 MPa 工作温度 ℃ 85± 5 直流电耗 kWh/m 3 ≤ 小室数 个 120 电解液量（ 30%KOH） L 2890 槽体大修期 年 ≥ 5 控制方式 PLC控制 表 运转条件 项目 变压器容量（ KVA） 1000 整流柜电源 2.0Kw,380V,50Hz 三相四线制 控制柜电源 30Kw,380V,50Hz 三相四线制 原料水耗量（ kg/h ） 120 冷却水压力（ MPa） ≥ 冷却水温度（℃） ≤ 32 冷却水流量（ 3 20 Nm/h ） 仪表气源压力（ MPa） 3 5 仪表气源流量（ Nm/h ） 环境温度（℃） 0~45 表 调试装备条件 项目 电解液 1） 2890 （L） KOH用量（ kg） 555+1110 （试车用量 +正式运转用量） V2O5 用量 2） （ kg ） 原料水 见表 1.2 （电阻 >105Ω cm） 冷却水 见表 1.2 （不结垢水） 仪表气源 见表 1.2 （无尘，无水，无油压缩空气或氮气，露点比环境 温度低 10℃） 防爆工具 一套 双踪示波器 一台 万用表 一只 奥氏剖析仪 一套 比重计、量筒 各一只 注