DQ5制氢设备说明书.doc

制氢站设备操作使用 培训教材 苏州竞立制氢设备有限公司 目录 第一章 工艺系统说明 概要 工作原理 3. 技术参数 4. 原料及动力消耗 5. 装置描述 第二章 工艺操作维护手册 1. 概述 2. 操作程序和方法 3. 装置的维护 4. 故障及其排除 5. 安全注意事项 第一章 工艺系统说明书 1．概要 本制氢站根据签订的技术协议，整个系统分成以下部分组成：（1）5m3/h氢气生产系统（包括纯化），（由附属设备及管道组成），框架III：由水箱、碱箱及补水泵组成。（2）氢气储存及充灌系统，由一台框架II（氢气分配盘）及储氢罐组成。（3）电气控制和联锁报警系统（包括氢气分析和检测） 2．工作原理 2．1水电解制氢的工作原理 由于纯水的电离度极低，电阻率很高，因此强电解质KOH用到水电解中，以提供丰富的OH-，并将电极间的电阻值减至最小，电极上的电化学反应如下： 正极上 4OH-—4e →2H2O+O2↑ 负极上 4H2O+4e → 2H2↑+4OH- 总反应 2H2O → 2H2↑+O2↑ 反应速度正比于电极间流过的电流量，而与别的无关。KOH的功能是减少水的电阻，其自身不参与反应。理论上它是不消耗的。V2O5加入到电解液中以降低电极间的电解电压。每单位氢的电解消耗取决于电解时的工作电压。电室外工作温度越高，工作电压就越低，但对石棉隔膜腐蚀越厉害。所以工作温度不宜超过1000C，最适宜的工作温度为80-900C。工作电流应根据所需的氢气量来决定。氢气的纯度依据于电解槽工作的状况和操作条件。如果电解槽状况良好（石棉隔膜无问题），操作条件亦良好，那么纯度是稳定的。 2．2纯化工作原理 电解装置输出的粗氢应经13X分子筛干燥脱水，获得纯氢。吸湿后的分子筛采用加热法再生。 3．技术参数 3．1水电解制氢装置 氢气产量（m3/h） 5 氢气纯度（纯化后）（%） 99.9 氧气纯度（%） 99.2 DC电流（A） 500 DC电压（V） 50 工作压力（Mpa） 3.2 工作温度（0C） 85 DC电耗（kwh/m3H2） 4.8 3．2氢气纯化装置 纯氢产量(m3/h) 5 纯氢纯度(%) ＞99.9 4．原料及动力消耗 4．1水电解制氢装置 名称 消耗量 电解液 30%KOH溶液，比重1.281，V2O5含量0.2% 仪仪表气源 0.4-0.6Mpa，4-6m3/h5mg/m3，cm,cl- ≤2mg/l， mg/l，铁离子≤1 mg/l 冷却水 T≤30℃，软水（≤4德国度），压力≥0.4 Mpa，水量4m3/h（包括整流柜） 动力 整流柜动力：50KVA， 380 V，50HZ 其它动力： 25KW，380V/220V，50HZ 控制动力： 6KW， 380V，50HZ 4．2纯化装置 名称 消耗量 原料氢 5m3/h，氧含量≤0.5%，湿含量≤5g/m3 仪表气源 0.6-0.8Mpa，m3/h，无油、无尘且干燥的压缩空气或氮气，湿含量≤5mg/m3，3.2水电解制氢装置 5．1．1 装置组成和主要设备结构 a 每套装置由一台DQ-5/3.2水电解槽，一台框架I，包括：氢分离洗涤器，氧分离洗涤器，氢气液分离器，氧气液分离器，氢排水器，氧排水器，碱液泵及碱液过滤器及纯化装置。以及框架III，包括水箱，碱箱和补水泵等组成。 b 电解槽是整个水电解制氢装置的核心，原料水在这里发生电化学反应，从而制得氢气和氧气。它由左右极板（包括付电极镍丝网）中间极板，左右端极板，左右端压板及石棉隔膜垫片等组成。本电解槽是双极性压滤型结构，极板（即主极板）一侧是正极，另一侧是下一电室的负极。以上部件通过拉紧螺杆与螺母被压在两端压板之间。正极从电解槽的中间极板接入，两端极板接负极，因此电解槽的左右两侧的电压应是相同的。本电解槽具有46个电室，即左、右各23个电室。 每个电室由正极（包括付电极镍丝网）、负极（包括付电极镍丝网），石棉隔膜布及垫片等组成。主极板是一块冲压成无数乳头状突起的薄板，它焊在板框上，表面镀有镍层，付电极镍丝网被压在乳头与石棉隔膜之间，在两主极板之间，存在着由乳头构成的间隙，里面充满着电解液，电极反应主要发生在镍丝网的表面。在正极上产生氧气而负极上产生氢气。所产气体通过电解液的外循环被带到极框上部的气通道，最终进入氢、氧综合塔，而电解液由氢氧综合塔通过碱液泵进入到极框下部的流通环，进