電解水製氫技術與設備

水的電解是一個物理化學過程，其中水在直流電的影響下分解成氧氣和氫氣。電池的直流電壓通常通過三相交流電的整流獲得。在電解池中，蒸餾水進行電解，而化學反應按照以下眾所周知的方案進行：2H2O + 能量 -> 2H2 + O2。

由於將水分子分成幾部分，氫氣的體積是氧氣的兩倍。工廠中的氣體在使用前經過脫水和冷卻。設備的出口管道始終用止回閥保護以防止火災。

結構本身由鋼管和厚鋼板製成，使整個結構具有很高的剛度和機械強度。儲氣罐必須進行壓力測試。

該設備的電子單元控制生產過程的所有階段，並允許操作員監控面板和壓力表的參數，從而確保安全。電解的效率是這樣的，即以大約 4 kW / h 的電能成本從 500 毫升水中獲得大約 500 立方米的兩種氣體。

與其他制氫方法相比，電解水俱有許多優點。首先，使用可用的原材料——軟化水和電。二是生產過程中無污染排放。第三，流程完全自動化。最後，輸出是相當純淨的 (99.99%) 產品。

因此，如今電解裝置及其產生的氫氣被用於許多行業：化學合成、金屬熱處理、植物油生產、玻璃工業、電子、電力冷卻系統等。

電解設備佈置如下。外面是氫氣發生器控制面板。此外，還安裝了整流器、變壓器、配電系統、軟化水系統和補給模塊。

在電解槽中，氫氣在陰極板側產生，氧氣在陽極側產生。這是氣體離開電池的地方。它們被分離並送入分離器，然後用軟化水冷卻，然後通過重力從液相中分離出來。氫氣被送到洗滌器，在那裡液滴從氣體中被去除並在盤管中冷卻。

最後，氫氣經過過濾（分離器頂部的過濾器），水滴被完全排除，進入乾燥室。氧氣通常直接排放到大氣中。軟化水被泵入洗衣機。

在這裡，鹼液用於增加水的導電性。如果電解槽的運行照常進行，則液體每年少量補充一次。將固體氫氧化鉀放入裝有三分之二軟化水的液體罐中，然後泵入溶液中。

電解槽的水冷系統有兩個用途：將液體冷卻至 80-90 °C，並將產生的氣體冷卻至 40 °C。

氣體分析系統採集氫氣樣本。分離器中的鹼液滴被分離，氣體被送入分析儀，減壓，檢查氫氣中的氧含量。在將氫氣引入儲罐之前，露點在濕度計中測量。將向操作員或計算機發送信號，以決定生產的氫氣是否適合輸送到儲罐，氣體是否符合驗收條件。

機組工作壓力由自動控制系統調節。傳感器接收有關電解槽中壓力的信息，然後將數據發送到計算機，與設定參數進行比較。然後將結果轉換為 10 mA 量級的信號，並將工作壓力保持在預定水平。

該裝置的工作溫度由氣動隔膜閥調節。計算機將類似地將溫度與設定值進行比較，並將差異轉換為適當的信號以用於 可編程控制器.

電解槽的安全由閉鎖和報警系統保證。在氫氣洩漏的情況下，檢測器會自動進行檢測。在這種情況下，程序會立即關閉發電並啟動風扇為房間通風。操作者應備有便攜式檢漏儀。所有這些措施都可以在電解槽的運行中實現高度的安全性。