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SPE制氢装置的工作原理
来源:氢产业网 发表时间:2016-4-12 10:38:20 阅读:6947
    SPE电解槽是由若干个电解小室以双极压滤型式串联组成的。电解小室又由电极、喷涂铂族金属催化剂的质子交换膜、密封垫等组成。质子交换膜主要是由全氟磺酸质子交换膜构成。各小室由端板和拉紧螺杆压紧。电解槽设有O2/H2O出口、氮气吹扫口、H2/H2O出口和去离子水进口。电解槽是制氢系统的核心部件,辅助设备还包括氢和氧分离器、循环泵、给水和去离子水设备、热交换器和电源以及控制面板等。 
    当向电解槽质子交换膜的阳极供给去离子水并通以直流电时,水就被电解,在阳极上产生氧气,阳极上产生的质子通过质子交换膜传导并与阴极上产生的电子结合形成氢气。

极上产生的质子通过质子交换膜传导并与阴极上产

生的电子结合形成氢气。

阳极:

2H

2

O = 4H

+ 

+ O

2 

= 4e

- 

(

1

)

阴极:

4H

+ 

+ 4e

- 

= 2H

2 

(

2

)

在阳极上析出的氧气夹带着水离开阳极进入氧

分离器,

在分离器中靠着重力与水分离,

分离出的氧

气储存待用或者是放空。

阴极上析出的氢气和水的混

合流同样进入氢分离器

/

冷却器,氢气靠重力与水分

离,

分离后的氢气仍夹带着少量的水份,

需进入干燥

器(如需要的话)进一步吸附氢气中的水份,直到达

到所要求的露点。

分离后的水在控制状态下返回循环

泵的吸入侧。

由于电解产生的热量使去离子水的温度

有所上升,

通过热交换器除去所产生的热量,

确保去

离子水适合电解用水的温度,再通过循环泵进行循

环,

使冷却系统的温度不能超过设定值。

电解所消耗

的水要及时补充,利用给水泵把水从储存容器抽出,

在水进入电解槽前,

要经过过滤器过滤除掉杂质,

保

证电解用水的水质要求。

系统在运行期间,

各运行参

数均处在受控状态,

一旦超过设定值,

将发出声光报

警,系统将自动停机。

为了确保设备安全可靠地运行,

在制氢系统启动

前,

要进行一系列的常规检查,

只有确定各个系统均

处于良好状态,系统才能通电启动

极上产生的质子通过质子交换膜传导并与阴极上产

生的电子结合形成氢气。

阳极:

2H

2

O = 4H

+ 

+ O

2 

= 4e

- 

(

1

)

阴极:

4H

+ 

+ 4e

- 

= 2H

2 

(

2

)

在阳极上析出的氧气夹带着水离开阳极进入氧

分离器,

在分离器中靠着重力与水分离,

分离出的氧

气储存待用或者是放空。

阴极上析出的氢气和水的混

合流同样进入氢分离器

/

冷却器,氢气靠重力与水分

离,

分离后的氢气仍夹带着少量的水份,

需进入干燥

器(如需要的话)进一步吸附氢气中的水份,直到达

到所要求的露点。

分离后的水在控制状态下返回循环

泵的吸入侧。

由于电解产生的热量使去离子水的温度

有所上升,

通过热交换器除去所产生的热量,

确保去

离子水适合电解用水的温度,再通过循环泵进行循

环,

使冷却系统的温度不能超过设定值。

电解所消耗

的水要及时补充,利用给水泵把水从储存容器抽出,

在水进入电解槽前,

要经过过滤器过滤除掉杂质,

保

证电解用水的水质要求。

系统在运行期间,

各运行参

数均处在受控状态,

一旦超过设定值,

将发出声光报

警,系统将自动停机。

为了确保设备安全可靠地运行,

在制氢系统启动

前,

要进行一系列的常规检查,

只有确定各个系统均

处于良好状态,系统才能通电启动

阳极:2H2O = 4H+ + O2 = 4e-  (1)
阴极:4H+ + 4e- = 2H2        (2)
 
    在阳极上析出的氧气夹带着水离开阳极进入氧分离器,在分离器中靠着重力与水分离,分离出的氧气储存待用或者是放空。阴极上析出的氢气和水的混合流同样进入氢分离器/冷却器,氢气靠重力与水分离,分离后的氢气仍夹带着少量的水份,需进入干燥器(如需要的话)进一步吸附氢气中的水份,直到达到所要求的露点。分离后的水在控制状态下返回循环泵的吸入侧。由于电解产生的热量使去离子水的温度有所上升,通过热交换器除去所产生的热量,确保去离子水适合电解用水的温度,再通过循环泵进行循环,使冷却系统的温度不能超过设定值。电解所消耗的水要及时补充,利用给水泵把水从储存容器抽出,在水进入电解槽前,要经过过滤器过滤除掉杂质,保证电解用水的水质要求。系统在运行期间,各运行参数均处在受控状态,一旦超过设定值,将发出声光报警,系统将自动停机。 
    为了确保设备安全可靠地运行,在制氢系统启动前,要进行一系列的常规检查,只有确定各个系统均处于良好状态,系统才能通电启动。

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