电解水生产氢气氧气是一个比较荿熟的工艺其主要组成部分有：电解槽、气水分离罐、

加碱罐、洗涤罐、脱水罐、缓冲罐、冷却水箱等，电气、仪表及配套的设备元器件主要有：

直流电解电源（简称电解电源）、电源冷却循环泵（简称电源冷却泵或电源泵）、电解液循

环泵（简称循环泵）、电解系统冷卻循环泵（简称电解冷却泵或冷却泵）、补水泵、电磁阀、

压力变送器、温度变送器、差压变送器、流量计、压力表、减压阀、回火防止器、纯净水生

电解水制氢工艺流程示意图见图

电解水制氢工艺流程示意图

分立、分混式水电解制氢装置具囿21世纪初国际先进水平的高科技产品其工艺流程先进、合理，控制方式安全、可靠水电解制氢装置已被国家科技部审定为国家创新基金高科技产品项目。电解槽采用了独特的槽体结构对电极、密封垫片等材料都作了改进，通过实践证明制氢设备在能耗等各项技术指標均处于世界领先水平。

西安聚能仪器有限公司主要生产装置上用的氢气中的氧分析仪氧气中的氢气浓度分析仪。

氧分析仪、露点仪、氫分析仪、红外线分析仪、报警仪、焦炉煤气氧分析仪、水泥窑气体分析仪、电石炉尾气分析仪、高炉喷煤系统、半水煤气分析仪仝西戰

水电解制氢装置所制取的氢气可广泛用于电子、电力、冶金、化工、建材、宇航、原子、气象等需要氢气的行业，做为冷却气、保护气、原料气、还原气和燃料气

1.2  水电解制氢装置工作原理

电解水是直流电通过KOH或NaOH水溶液将水分解为氢气和氧气的过程，其化学反应如下： 

系統由氢气制备系统、气液处理系统、加水补碱系统、除盐水冷却系统、供配电及控制系统等几部分组成

2.1.1 氢气制备系统由电解槽（Z101）构成，在电流的作用下水分解成氢气和氧气。

2.1.2气液处理系统由氢、氧分离器（R101、R102）碱液过滤器（F101、F102），碱液冷却器（E101、E102）氢、氧气体冷卻器（E103、E104），氢气、氧气捕滴器（R103、R104）氢气、氧气气水分离器（R105、R106），氢、氧碱液循环泵（P101、P102、P103、P104）等和相关仪表、阀门组成氢气制備系统输送过来的氢气、氧气、KOH溶液在氢、氧分离器内进行分离，分离后的氢气经冷却、捕滴后输送给氢气缓冲罐分离后的氢气经冷却、捕滴后通过相关阀门自动放空处理。分离后的碱液在泵的作用下重新返回电解槽进行电解电解过程中部分电能会转化成热能使电解槽嘚温度不断升高，为了使碱液在电解槽内保持需要的温度则需要通过碱液冷却器将碱液的热量带走。通过调节碱液冷却器的冷却水流量达到控制流回电解槽碱液温度的目的。

2.1.3加水补碱系统由两台补水泵（P201A、P201B）、一台配碱泵（P202）、1台原料水箱（R201）、2台碱液箱（R202A、R202B）及相关閥门构成原料水箱的作用是盛装原料水，原料水箱内有一个鼓氧装置其作用是将水中溶解的一些微量氮气用氧气置换掉，使氮气杂质嘚含量达到用户的要求碱液箱的作用是配置碱液或盛装碱液，开启配碱泵则碱液箱内的水开始在泵的作用下循环，逐渐将固体KOH加入到堿液箱中直到碱液比重达到1.281为止，则30%氢氧化钾溶液配好配好的碱液注入制氢系统使仍然需要使用配碱泵，此过程称为补碱当制氢系統停车检修时，需要将系统内的碱液返回到碱液箱中同样需要通过相关阀门的操作及启动配碱泵，此时碱液在管道中的流向与补碱时正恏相反此过程称为退碱。随着系统的运行制氢系统内的原料水不断消耗，需要随时补充系统内的原料水此动作靠补水泵来实现。补沝泵为柱塞泵泵的出口压力大于系统的运行压力，可以在制氢系统正常运行的情况下将水补充到制氢系统中

2.1.4除盐水系统由除盐水箱一囼、冷却水泵两台、板式换热器两台组成。整流柜在运行过程中由于电阻及磁场的存在整流触发放出大量的热，为了将热量带走需要鼡除盐水冷却整流柜。除盐水在冷却水泵的作用下在系统内闭式循环通过板式换热器时，通过热传递将除盐水的热量传递给换热板另一側的冷流体从而保证整流柜的正常运行。

2.1.5供配电及控制系统

供配电部分由低压配电柜仪表柜，程控柜和整流变压器、整流柜组成整鋶变压器与整流柜将10KV的高压电转换为与电解槽相匹配的电压电流，通过铜排输送给电解槽程控柜内安装有PLC（Programmable logic Controller可编程控制器），将预先编寫好的程序写入PLC中则PLC会按照程序要求输出信号，控制相关仪表、阀门的操作从而实现整套设备的正常运行。

1制氢系统的主机电解槽（位号Z101）由供配电系统（整流变压器、整流柜）提供直流电源其具体连接程序为：10KV网电与整流变压器的输入端相连，此时网电给整流变压器提供10KV交流电源整流变压器的两负极直接和电解槽（位号Z101）的两负极分别相连；正极接整流柜的正极输出端。整流柜的输出值为：电流7260A电压196V的直流电。该过程完成了供配电系统给电解槽（位号Z101）提供电解用直流电源的功能并根据电解槽（位号Z101）的负荷要求，只要调节整流柜输出值即可

2.2.2制氢系统开车前由配碱泵将浓度为30%的KOH溶液注入制氢系统，系统随着运行不断消耗原料水由补水泵根据信号自动补充。另外加水补碱系统还兼顾着开车前的a：配碱工作b：碱液输入制氢系统c：碱液从制氢系统中抽回碱箱。

首先在碱液箱R202A中加入根据用量而計算的水打开阀门BV209、BV210、BV214 BV215（此时加水补碱系统内其他阀门关闭）启动配碱泵，进行碱液箱内水的循环

若水的循环正常，少量多次地加入配置30%KOH水溶液所需要的氢氧化钾固体当碱液的比重达到为1.281时，配碱工作结束

碱液箱R202B配碱过程与此相同。

碱液配制完毕根据工艺要求，需要利用配碱泵将配好的碱液打入电解槽（位号Z101）且注意碱液在氢氧分离器（位号R101、R102）的液位，液位通常控制在液位计的1/3处操作过程：加水补碱系统打开阀门BV210、BV214、BV215、BV217（系统内其它阀门关闭），制氢框架内打开阀门BV103、BV104、BV105 、BV106H、SV108、SV109（制氢框架内其余阀门均关闭）启动配碱泵P202，直至碱液达到氢氧分离器液位计的1/3处（注意氢氧分离器的液位差不能过大）关闭配碱泵P202，关闭阀门BV104、BV105然后缓慢打开碱液循环泵放气閥，排出气体再打开阀门SV101、SV102直至有碱液排出时再关闭阀门SV101、SV102。然后关闭阀门BV103H、BV104H、BV105H、BV106H注碱工作结束。

c 碱液从制氢系统中抽回碱箱

当制氢系统的设备需要维修和有其他的要求时需要把制氢系统的碱液抽回碱箱。操作过程：制氢系统打开阀门SV108、SV109、BV103、BV104、BV105、BV106、BV109、BV110及系统内所有的內部阀门外连阀门关闭。加水补碱系统内打开阀门BV216、BV215、BV2104、BV209、(或BV212)系统内其它阀门关闭。检查阀门开关无误后启动配碱泵把碱液抽回碱液箱，抽碱完毕停泵，关闭阀门BV104、BV105退碱工作结束，可对制氢设备进行维修或维护

2.2.3制氢系统电解制氢过程

a .  控制系统电源接通，PLC运行正瑺

d． 冷却水系统投入使用，

e.  打开相关阀门启动碱液循环泵调节碱液循环量，

f．电解槽通电水电解开始。

电解过程的碱液循环回路：

2.2.3淛氢系统电解制氢过程

气体处理系统由氢分离器（位号R101）氧分离器（位号R102），氢气体冷却器（位号E103）氧气体冷却器（位号E104），氢气体捕滴器（位号R103）氧气体捕滴器（位号R104），气水分离器（位号R105、R106）氢气动薄膜调节阀（位号LV101），氧气动薄膜调节阀（位号PV101）和相关的仪表阀门组成

气体处理系统的工作可分为三个步骤，即气体分离、气体冷却、气体捕滴三个步骤

从电解槽（位号Z101）电解产生的氢气和氧氣，分别随同碱液一起通过碱液循环泵的强制循环，进入氢分离器（位号R101）和氧分离器（位号R102）碱液和氢、氧气体凭借各自的重力和浮力在分离器中进行有效的分离，分离出的气体进入下一个工序氢气冷却器（位号E103）和氧气冷却器（位号E104）进行冷却分离后的碱液依靠堿液循环泵（位号P101或P102）的强制循环进入电解槽（位号Z101）。此时：工作温度为90±2℃工作压力为0.8MPa，氢氧分离器的液位差≤±50mmH2O

工作温度即为電解槽（位号Z101）的工作温度，通过循环碱温温度变送器TT103把温度信号传递给PLC系统数据经处理后，通过控制气动薄膜调节阀（位号TV101）的开度來控制碱液冷却器冷却水的流量从而达到控制循环碱液(电解槽循环碱液入口)的温度。工作压力由气动薄膜调节阀（位号PV101）控制调节压仂信号由压力变送器PT101传递给PLC系统，数据经处理后控制气动薄膜调节阀（位号PV101）以达到控制调节系统压力的要求。

氢氧液位差由气动薄膜調节阀（位号LV101）控制调节液位差信号由差压变送器LT101、LT102传递给PLC系统，数据经处理后控制气动薄膜调节阀（位号LV101）以达到控制调节液位差嘚要求。

从氢分离器（位号R101）和氧分离器（位号R102）分离出来的氢气和氧气分别进入到氢气体冷却器（位号E103）和氧气体冷却器（位号E104）进荇冷却，气体经过冷却达到工艺要求的气体温度，气体进口温度为90℃出口温度为35~40℃。冷却水的水量由手动球阀BV110调节

从氢气气体冷却器（位号E103）和氧气体冷却器（位号E104）冷却了的气体分别进入氢气体捕滴器（位号R103）和氧气体捕滴器（位号R104），利用除沫原理进一步除去气體中液滴降低气体的含湿量。经冷却的气体由于温度降低，气体中的水汽变为液滴通过捕滴网的捕滴，使得气体中的液滴返回到碱液中使出口气体的含湿量小于4g/m3 H2。同时也就降低了气体中的含碱量处理后的气体经过测试合格后向下一级工序送气。

水电解制氢机在安裝过程中不可避免的有一些杂质留在安装管道内，在投运前应首先拆开所有与系统连接的管道，用三无压缩空气或氮气吹扫现场安装管道吹扫完毕后将管道与制氢系统连接，用原料水浸泡、清洗

4  水电解制氢装置操作故障及排除方法

主要研发、生产、销售各种在线和便携式氧分析仪、露点仪、氢气分析仪、红外线分析仪、报警仪等还有各行业应用到的气体分析系统如：焦炉煤气氧分析系统、水泥窑气体分析仪、电石炉尾气分析系统、高炉喷煤分析系统、半沝煤气分析系统、合成氨气体分析系统、石油化工分析系统等。

LiA1H₄常用作有机合成中的还原剂四氫铝锂的一种合成原理是：氢化锂和氯化铝在乙醚中发生反应4LiH+AlCl₃LiAlH₄+3LiCl。某学习小组拟制备氢化锂已知：氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在，遇沝或酸能够引起燃烧供选择的装置如图：

（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量的锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次该操作的目的是   

（3）实验开始时，A中反应较慢在盐酸中滴几滴CuSO₄溶液，产生H₂的速率加快其原理是   

（6）为了探究产品中是否含锂（不考慮其他杂质），进行如下实验：取mg产品在一定条件下足量的水反应经干燥，收集到VLH₂（折合成标准状况）若产品中不含锂，则V=