电解水制氢技术与设备

水的电解是一个物理化学过程，其中水在直流电的影响下分解成氧气和氢气。电池的直流电压通常通过三相交流电的整流获得。在电解池中，蒸馏水进行电解，而化学反应按照以下众所周知的方案进行：2H2O + 能量 -> 2H2 + O2。

由于将水分子分成几部分，氢气的体积是氧气的两倍。工厂中的气体在使用前经过脱水和冷却。设备的出口管道始终用止回阀保护以防止火灾。

结构本身由钢管和厚钢板制成，使整个结构具有很高的刚度和机械强度。储气罐必须进行压力测试。

该设备的电子单元控制生产过程的所有阶段，并允许操作员监控面板和压力表的参数，从而确保安全。电解的效率是这样的，即以大约 4 kW / h 的电能成本从 500 毫升水中获得大约 500 立方米的两种气体。

与其他制氢方法相比，电解水具有许多优点。首先，使用可用的原材料——软化水和电。二是生产过程中无污染排放。第三，流程完全自动化。最后，输出是相当纯净的 (99.99%) 产品。

因此，如今电解装置及其产生的氢气被用于许多行业：化学合成、金属热处理、植物油生产、玻璃工业、电子、电力冷却系统等。

电解设备布置如下。外面是氢气发生器控制面板。此外，还安装了整流器、变压器、配电系统、软化水系统和补给模块。

在电解槽中，氢气在阴极板侧产生，氧气在阳极侧产生。这是气体离开电池的地方。它们被分离并送入分离器，然后用软化水冷却，然后通过重力从液相中分离出来。氢气被送到洗涤器，在那里液滴从气体中被去除并在盘管中冷却。

最后，氢气经过过滤（分离器顶部的过滤器），其中水滴被完全消除，然后进入干燥室。氧气通常直接排放到大气中。软化水被泵入洗衣机。

在这里，碱液用于增加水的导电性。如果电解槽的运行照常进行，则液体每年少量补充一次。将固体氢氧化钾放入装有三分之二软化水的液体罐中，然后泵入溶液中。

电解槽的水冷系统有两个用途：将液体冷却至 80-90 °C，并将产生的气体冷却至 40 °C。

气体分析系统采集氢气样本。分离器中的碱液滴被分离，气体被送入分析仪，减压，检查氢气中的氧含量。在将氢气引入储罐之前，露点在湿度计中测量。将向操作员或计算机发送信号，以决定生产的氢气是否适合输送到储罐，气体是否符合验收条件。

机组工作压力由自动控制系统调节。传感器接收有关电解槽压力的信息，然后将数据发送到计算机，与设定参数进行比较。然后将结果转换为 10 mA 量级的信号，并将工作压力保持在预定水平。

该装置的工作温度由气动隔膜阀调节。计算机将类似地将温度与设定值进行比较，并将差异转换为适当的信号以用于 可编程控制器.

电解槽的安全由闭锁和报警系统保证。在氢气泄漏的情况下，检测器会自动进行检测。在这种情况下，程序会立即关闭发电并启动风扇为房间通风。操作者应备有便携式检漏仪。所有这些措施都可以在电解槽的运行中实现高度的安全性。