高純氫氣發(fā)生器主要由電解系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)組成。通過電解水產(chǎn)生氫氣,產(chǎn)生的氧氣則放空進(jìn)入大氣。具有電解面積大、池溫低、性能好、產(chǎn)氣量大、純度高的優(yōu)點(diǎn)。
高純氫氣發(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(chǎng)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 → 2 H2↑ +O2↑ 本儀器對(duì)壓控、過壓保護(hù)、流量顯示、流量追蹤等均實(shí)行自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)(在產(chǎn)氣量范圍內(nèi))。
2高純氫氣發(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(dòng)控制系統(tǒng)。
3高純氫氣發(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
4高純氫氣發(fā)生器的使用方法
開機(jī)時(shí),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(shí)間,通常約需2——3小時(shí)。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(shí),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(shí)減少置換系統(tǒng)的時(shí)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。