一、氫氣發(fā)生器的工作原理
1.純水電解制氫
把滿足要求的電解水(電阻率大于1MΩ/cm,,電子或分析行業(yè)用的去離子水或二次蒸餾水皆可)送入電解槽陽極室,通電后水便立刻在陽極分解:2H2O=4H++2O2-,,分解成的負(fù)氧離子(O2-),,隨即在陽極放出電子,形成氧氣(O2),,從陽極室排出,,攜帶部份水進(jìn)入水槽,水可循環(huán)使用,,氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣,。氫質(zhì)子以水合離子(H+?XH2O)的形式,在電場力的作用下,,通過SPE離子膜,,到達(dá)陰極吸收電子形成氫氣,從陰極室排出后,,進(jìn)入氣水分離器,,在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份,含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后,,純度便達(dá)到99.999%以上,。
2.堿液電解制氫
工作原理是傳統(tǒng)隔膜堿液電解法。電解槽內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)為氫氧化鉀水溶液,,兩極室的分隔物為航天電解設(shè)備用優(yōu)質(zhì)隔膜,,與端板合為一體的耐蝕、傳質(zhì)良好的格柵電極等組成電解槽,。向兩極施加直流電后,水分子在電解槽的兩極立刻發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),,在陽極產(chǎn)生氧氣,,在陰極產(chǎn)生氫氣。反應(yīng)式如下:陽極:2OH--2e→H2O+1/2O2↑陰極:2H2O+2e→2OH-+H2↑總反應(yīng)式:2H2O→2H2↑+O2↑本儀器對壓控,、過壓保護(hù),、流量顯示、流量追蹤等均實(shí)行自動控制,;使輸出氫氣能在恒壓下,,根據(jù)氣相色譜儀用氫氣量,,實(shí)現(xiàn)全自動調(diào)節(jié)(在產(chǎn)氣量范圍內(nèi))。
二,、氫氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1,、零極距,高活性SPE催化電極,;
2,、傳質(zhì)、傳熱化學(xué)工藝性能優(yōu)秀的復(fù)極多元電解槽結(jié)構(gòu),;
3,、電化學(xué)性、抗蝕性,、耐鈍化性等*的復(fù)極多元電解槽選材,;
4、齊全,、完善,、可靠的電氣自動控制系統(tǒng)。
三,、氫氣發(fā)生器的工藝流程
1,、水槽蓋
2、水槽
3,、供水管
4,、電解電源
5、氣水分離器
6,、壓力表
7,、六通
8、壓力保護(hù)器
9,、干燥器
10,、放氣閥
11、控制器
12,、冷凝回水管
13,、氫、水出口管
14,、氧,、水出口管
15、電解槽
四,、氫氣發(fā)生器的使用方法
開機(jī)時,,先用原料氫置換系統(tǒng),從閥3放空,,待系統(tǒng)內(nèi)的高純氮置換干凈后,,根據(jù)用戶的原料氫內(nèi)的含氫量和所需高純氫量,,參照表一數(shù)據(jù),來選定操作溫度,、操作壓力和馳放氣量,,然后再通電加熱鈀管,從閥2流出高純氫,。
調(diào)溫方法,,可根據(jù)隨機(jī)所帶的說明書進(jìn)行溫度設(shè)定。從鈀擴(kuò)散制得的高純氫到實(shí)際獲得的高純氫,,尚需要置換閥2前管線的一段時間,,通常約需2~3小時。由于本裝置在出廠前,,都要經(jīng)過產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn),,因此閥1和閥3管線內(nèi),充有高純氮,,閥2到管線前那段管線充有高純氮,。當(dāng)設(shè)備停止使用時,應(yīng)先停電,,待裝置冷卻后各閥門都關(guān)閉再停氣,,以便在下次使用時減少置換系統(tǒng)的時間。
一般認(rèn)為在鈀管厚度一定的情況下,,進(jìn)出口壓力差越大,,溫度越高,則氫的滲透量越大,,但平均壓力以8~3公斤/平方厘米,,操作溫度為300~400℃為宜。電壓是否在2.3V左右,。
五,、安裝和使用
(一)啟動前的準(zhǔn)備
1,、將儀器從包裝箱內(nèi)取出,,檢查有無因運(yùn)輸不當(dāng)而損壞,核對儀器備件,,
合格證及保修卡是否齊全,。并準(zhǔn)備以下物品:300mgKOH和硅膠干燥粒若干公斤,玻璃攪拌棒1個,,500mL玻璃容器1個,。
2,、加電解液:
?、?、取出備件中氫氧化鉀全部倒入一容器內(nèi),然后加入二次蒸餾水或去離子水500mL作為母液,,充分?jǐn)嚢璧入娊庖?冷卻后待用,。
②,、打開儲液桶外蓋,,取出內(nèi)蓋。(內(nèi)蓋是為運(yùn)輸時防止漏液,,使用時不得帶內(nèi)蓋運(yùn)行)將內(nèi)蓋保存好,,以便再次運(yùn)輸時使用。
?、?、將冷卻后的電解液(母液)倒入儲液桶內(nèi),然后再加入二次蒸餾水或去離子水,,不要超過上限水位線,,也不要低于下限水位線。擰上外蓋,,10分鐘后即可使用,。
(二)儀器自檢
1,、接通電源,。
2、打開電源開關(guān),,此時儀器壓力表開始上升,,檢查儀器面板上電解指示(綠燈)發(fā)亮,流量指示(指針表)應(yīng)指示在1000左右,,在5分鐘內(nèi)壓力指示(壓力表)應(yīng)達(dá)到0.4MPa,,指針指示降至“0”,說明儀器系統(tǒng)工作正常,,自檢合格,。
3、如在5分鐘后,,流量指示還在“1000”,,壓力指示在“0”,說明開關(guān)沒有旋緊有漏氣現(xiàn)象,,請繼續(xù)旋緊開關(guān),,使儀器的壓力、流量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),。
4,、儀器使用時應(yīng)注意流量指示是否與色譜儀用氣量一致,,如流量指示超出色譜儀實(shí)際用量較大時,應(yīng)停機(jī)檢漏,,其方法參照儀器的故障原因與排除方法進(jìn)行調(diào)整,,再用自檢方法檢查合格后方可使用。
5,、定期檢查過濾器中的硅膠是否變色,,如變色請馬上更換或再生。其方法為,,擰下過濾器,,再擰開過濾器上蓋,更換硅膠后擰緊過濾器上蓋,,將過濾器裝到底座上擰緊,。并檢查是否漏氣。
6,、儀器使用一段時間后,,電解液會逐漸減少,當(dāng)電解液位接近下應(yīng)及時補(bǔ)水,,此時只需加入二次蒸餾水即可,,加液或加水時液位不要超過上限,也不能低于下限,。
7,、當(dāng)儀器使用半年后,請更換電解液,。(氫氣發(fā)生器使用氫氧化鉀溶液的濃度為10%左右,。)
8、儀器切勿在壓力為“0”時空載運(yùn)行,??蛰d運(yùn)行時會將電解池和開關(guān)電源部件燒壞。造成整個儀器損壞,。
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