发布时间 : 星期三 文章制氢系统CNDQ5~10使用说明书 - 图文更新完毕开始阅读274e61728e9951e79b892744
CNDQ5~10／3.2系列制氢装置
安装使用说明书
(微机控制)
中国船舶重工集团公司第七一八研究所
2006年4月
目 录
第一章 概述
1 CNDQ5~10／3.2系列电解制氢装置工作原理········1 2 CNDQ5~10／3.2系列水电解制氢装置用途与技术参数····1 3 CNDQ5~10／3.2系列水电解制氢装置组成·········1 4 CNDQ5~10／3.2系列水电解制氢装置工艺流程·······2 第二章 安装
1 制氢站························5 2 工艺部分·······················6 3 自控部分·······················9 4 整流部分·······················9 第三章 操作规程
1 工艺系统开车前的准备·················10 2 自控开车前的准备···················12 3 装置运行·······················17 第四章 设备维护安全事项与故障排除
1 设备维护·······················19 2 安全注意事项·····················21 3 故障及排除方法····················21
附录一 CNDQ5~10/3.2型水电解制氢装置工艺流程图
附录二 KOH水溶液比重表··················26 附录三 用户自备件清单···················27 附录四 报警、联锁一览表··················28 附录五 系统控制参数整定值参考表··············28
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第一章 概述
1 . CNDQ5~10／3.2系列制氢装置工作原理
水电解制氢装置的基本工作原理就是利用电能使特定的电解质溶液分解从而得到所需的氢气，即在电解液中浸没一对电极，电极中间隔以防止气体渗透的隔膜构成水电解池，当电极通过一定电压的直流电时，水就发生分解，在阴极析出氢气，阳极析出氧气。其反应式如下：
阴 极： 2H2O＋2e→H2↑＋2OH- 阳 极： 2OH-－2e→H2O＋1/2O2↑
总反应： 2H2O→2H2↑＋O2↑
水电解制氢装置所采用的电解液为KOH（或NaOH）溶液，溶液中的KOH（或NaOH）起催化剂的作用，并不参与电解反应，故理论上并不消耗。
电解槽是一体化水电解制氢装置中的核心设备，它由若干水电解池组合而成，每个水电解池我们称之为一个电解小室。由电解槽所产生的氢气还含有少量的水分等杂质，必须将氢气进行干燥、过滤等处理才能得到满足用户要求的氢气。
CNDQ5~10／3.2系列制氢装置中包含了干燥系统，该干燥系统采用了两台干燥器（我们称之为干燥塔，在本文以后的叙述中均使用此名称），干燥塔中装填一定数量的干燥剂用以吸附氢气中的水分，在本装置中干燥剂采用分子筛。两干燥塔当其中一台处于工作状态（吸附水分）时，另一台则处于再生状态（干燥剂脱除水分），在运行一定时间后切换工作状态，再生塔投入工作，工作塔进行再生，依次往复执行，从而保证装置运行过程中所产生的氢气始终都能得到有效的处理。为避免氢气的损耗，干燥塔的再生采用原料氢气再生。
本装置控制系统采用微机控制，对设备的主要参数：压力、温度、氢氧液位差可进行自动调节；对干燥器的再生时间及再生温度进行自动控制。原料水补充有自动和手动两种方式，对装置的压力、温度、氢液位、氧液位、氢气纯度和氧气纯度能集中指示；若氢阀后压力、冷却水压力、气源压力、氢氧液位上下限、氢氧纯度产生一定的偏差时能自动声光报警；若装置的主要参数压力、温度、氢氧液位、碱液循环量、气源压力偏离正常值太大，又不能及时处理时，为了保护装置的安全，该装置能自动声光报警停车；为了进一步提高本装置的安全运行系数，对于装置的主要运行参数：工作压力设置了双重联锁系统，当自控系统失灵，装置的运行状态达到危险值时，仍可使装置自动停车并发出声光报警。
2 CNDQ5~10／3.2系列电解制氢装置的用途与技术参数 2.1 装置的用途
CNDQ5~10/3.2系列水电解制氢装置是由中国船舶重工集团公司第七一八研究所研制成功并独家生产的全自动操作的制氢设备，其主要技术指标达到或超过九十年代末世界先进水平，适用于化工、冶金、电子、航天等对氢气质量要求高的部门，是目前国内最先进的制氢设备，该设备目前已获国家专利。
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2.2 主要技术参数
CNDQ5~10/3.2系列水电解制氢装置的主要技术参数如表1所示。
表1 CNDQ5~10/3.2系列水电解制氢装置主要技术参数表 型号 氢气产量（m3/h） 氧气产量（m3/h） 氢气纯度（V/V） 氧气纯度(V/V) 工作压力(MPa) 氢气露点(℃) 氢气含碱量（mg/Nm3） 电解槽工作温度(℃) 直流额定电流（A） 直流额定电压（V） 纯水耗量（kg/h） 整流变压器容量（KVA） 原料水水质要求 电解槽直流电耗 碱液浓度 氢气出口温度 干燥温控温度 干燥加热终止温度 干燥器切换周期 28 5 40 CNDQ5/3.2 5.0 2.5 CNDQ10/3.2 10.0 5.0 ≥99.8% ≥99.2% 3.2 ≤-50℃ ≤1 85～90 820 56 10 75 电导率≤5μs/cm，氯离子含量<2mg/l，悬浮物<1mg/l ≤4.8 KWh/m3H2 26~30%KOH ≤40℃ 250℃~300℃ 180℃ 24h 2.3 设备对外部条件的要求 CNDQ5~10／3.2系列制氢装置对外部提供的水、电、气等条件均有特定的要求，详见下表：
仪表气源压力(MPa) 仪表气源耗量(m3/h) 冷却水温度(℃) 冷却水压力(MPa) 冷却水水质(德国度) 冷却水用量（m3/h） 电源容量（Kw） 环境温度 0.5～0.7 3.5 ≤32 0.4～0.6 回水压力≤0.1 ≤6 3 单台装置150Kw AC380V 三相四线 0～45℃
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