电解水制氢工艺流程及原理

首先，电解水制氢除了变电部分分为两个大部分：制氢框架和纯化框架

在制氢框架中，碱液通过碱液循环泵在电解槽内循环，经过电化学反应，在阴极生成氢气，阳极生成氧气，然后碱液和气体一起从电解槽中流出（氢气和氧气有不同的排出管路，随后进入对称的后处理框架，称为氢侧和氧侧），进入氢侧和氧侧换热器。由于电解槽的温度一般为80至90摄氏度，经过氢侧和氧侧换热器冷却到室温。之后进入氢侧和氧侧气液分离器，在这里气体和碱液分离，碱液通过碱液循环泵再进入电解槽，气体进入氢侧和氧侧洗涤器，将气体中夹带的碱雾除去，然后氢气放空或者进入纯化系统，氧气放空或作为副产品收集。

在纯化框架中，制氢框架来的氢气首先经过Pd催化剂在200摄氏度以上的情况下反应出去氢气中的少量氧气，之后通过换热器和气水分离器分离出生成的水，再进入吸收塔吸附气体中的水分，从而得到99.99%以上***的氢气用于后续的存储或者使用。值得一提的是纯化阶段采用了经典的三塔联动干燥流程。也就是靠前个干燥塔干燥后的氢气一部分作为产品，一部分作为第二个塔的再生气体，用于第二干燥塔再生的气体进入第三个干燥塔干燥，作为成品氢气送出。然后三个塔的工况调整，提高了设备利用率。

水电解制氢是一种较为方便的方法。在充满氢氧化钾或氢氧化钠的在电 解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。

其化学反应式如下 : 阴极:2H2O+2e H2↑ +2OH 阳极: 2OH—2e H2O+1/2O2↑ 总反应式:2H2O 2 H2↑+ O2↑ 根据库仑定律,气体产量与电流成正比,与其它因素无关。

氢氧化钾的 作用在于增加水的电导,本身不参加电解反应,理论上是不消耗的。

电解液 中加入五氧化二矾的作用是在于降低电解电压。

单位气体产量的电耗,取决 于电解电压,电解槽的工作温度越高,电解电压越低,同时也增加了对电解 槽材料,主要是隔膜材料的腐蚀。

石棉在碱液中长期使用温度不能超过 100℃,因此操作温度选择在 80~85℃为宜。

电解压力的选择主要根据用氢的 需要。气体***决定于制氢机结构和操作情况。

在设备完好(主要是电解槽 隔膜无损坏)操作压力正常(主要是压差控制正常)的条件下,***是稳定 的。