方形电解槽组件及系统操作流程

华氢汇智能科技(浙江)有限公司

方形常压水电解制氢技术特别适合于利用风电、太阳能等清洁能源进行工业化氢气生产。方形常压水电解制氢系统以其显著的特点,在氢能源领域占据了一席之地,并有潜力在未来实现更广泛的应用。

方形电解槽组件及系统操作流程

图源:三一氢能

 

方形常压水电解制氢系统的关键组件:

 

1. 电解槽

   - 电极:由阳极和阴极组成,通常涂覆有贵金属催化剂以提升电化学反应的效率。

   - 隔膜:置于电极之间,其功能是隔离氢气和氧气,防止它们混合,同时允许离子通过以保持电流流动。一般采用高性能复合隔膜,以适应高电流密度的操作条件。

   - 槽体:作为承载电极和隔膜的结构,必须具备优秀的密封性能和足够的机械强度,能在常压或微正压环境下稳定工作,并且能够承受温度和压力的波动。方形设计有助于实现电解槽内部流体流动的均匀性,适合于大规模制氢操作。

 

2. 电源系统

   - 负责为电解槽供应直流电源,是推动水电解反应的核心。通常包括变压器和整流设备,它们将交流电转换为电解槽所需的直流电,并确保电压和电流的连续稳定输出。

 

3. 气液分离与处理系统

   - 气体分离装置:将电解反应产生的氢气和氧气从电解液中分离。

   - 气体纯化系统:进一步净化分离出的氢气,去除其中的水分、氧气等杂质,以提高氢气的纯度。

   - 液体循环系统:负责循环电解液,确保电解液在电解槽内均匀分布,并补充消耗的水分,保持电解液的浓度和水平。

 

4. 控制系统

   - 监控整个制氢过程,确保系统的安全和稳定运行。包括各种传感器、控制单元和执行机构。传感器实时监测温度、压力、液位、电流和电压等关键参数,并将信息传递给控制单元;控制单元根据收集的数据调整电源输出、电解液和气体流量,实现精确控制。

 

5. 辅助设备

   - 管道和阀门:连接系统各部分,控制气体、液体和电力的流动,确保系统的顺畅运行和安全。

   - 冷却系统:通过水冷方式散发电解过程中产生的热量,维持适宜的操作温度。

   - 储氢设施:储存产生的氢气,以便于后续的使用或运输。根据具体的应用需求,可以选择不同的储氢解决方案,如高压储氢罐、液态储氢罐或金属氢化物储氢装置等。

 

系统操作流程简介:

 

电解液从碱液循环罐出发,通过阴极液泵和阳极液泵被输送到阴极和阳极的进料总管,然后流入电解槽的相应小室。电解后未完全反应的碱液和产生的氢气、氧气通过电解槽顶部的出料管进入阴极和阳极的总管,随后进入立式气液分离器进行分离。分离后的碱液通过出料管返回循环罐,并在液位下降时通过补水管进行自动或手动补水。分离后的氢气和氧气则进入干燥和净化装置,经过处理后供应给用户。

方形电解槽组件及系统操作流程

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作者 808, ab