电解水制氢系统组成

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1、补水系统

生水首先进入除盐水制备装置内，经过超滤+二级反渗透处理后进入碱液箱、配碱水箱和冷却装置水箱。进入碱液箱、配碱水箱的水，配制成碱液，由配碱泵送进气液分离装置内，进入碱液循环系统，从而为碱液循环系统补充碱液；进入除盐水冷却装置水箱的水，在循环水泵出力下，流经水-水换热器后进入气液分离装置、氢气纯化装置中的多个冷却器后，回到冷却装置水箱。

2、碱液循环系统

由电解槽出来的电解液有两路：一路富含氢气，另一路富含氧气，它们分别进入置于气液分离装置内的氢分离器和氧分离器中，分离出氢气和氧气后，两路碱液汇合，经碱液过滤器过滤后，再经过碱液冷却器冷却，进入碱液循环泵，由泵加压后回到电解槽内，从而在制氢系统中实现碱液循环。

3、电解槽

碱液循环系统的碱液进入电解槽，水在直流电的作用下开始分解，在电解室的阴阳极板上分别产生氢气和氧气。这些氢气和氧气随电解液一起从电解槽两端流出进入气液分离装置。

电解槽内反应方程式如下：

电解

2H2O ======= 2 H2↑ + O2 ↑

KOH（电解质）

4、气液分离装置

气液分离装置内分别设有氢分离洗涤器、氧分离器、氢气冷却器、气水分离器、碱液循环泵等设备。含有氢气和氧气的电解液分别经过氢、氧分离器，在重力作用下与电解碱液发生沉降分离，分离出的氧气排放到室外，氢气在分离装置内进一步洗涤、冷却、分离去除液滴，然后进入氢气纯化装置。

5、氢气纯化装置

氢气在氢气纯化装置中，由催化剂催化与氢气中残留的氧气发生如下反应：2H2+O2=2H2O，

经过冷却、吸附、分离后，得到纯度为99.999%的高纯氢气。

6、氢气储存设备

高纯氢气经氢气汇流排架平衡压力后分配至各氢气储罐储存。

7、供氢系统

目前主要有3种储氢外运方式，氢气钢瓶组架、长管拖车和固态储氢装置，因固态储氢装置在国内应用较少，国内尚处于研发阶段，因此，一般考虑以氢瓶组和长管拖车作为主要的运输方式。

供氢系统的主要工艺流程如下：

氢储罐→氢气汇流排→氢气缓冲罐→氢气压缩机→充氢汇流排（或充装装置）→氢瓶组（或长管拖车）。

8、辅助系统

制氢辅助系统主要包括：除盐水制备系统、制冷换热系统、压缩空气供给系统、碱液储存系统和氮气催扫系统。各系统分述如下：

1）除盐水制备系统

除盐水制备系统采用常规过滤、超滤、二级反渗透处理工艺，满足制氢系统用水水质要求，如下：

电导率：<1μs/cm （25℃） ；

Ca2+ ： <5ppm；

Na+ : <50ppb；

Fe2+ ： <3ppb；

SiO2 : <50ppb。

除盐系统工艺流程如下：

深井水（有压）→碟片式过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→二级反渗透高压泵→二级反渗透装置→除盐水箱→除盐水泵→至制氢系统各用水点。

2）制冷换热系统

制冷换热系统设备主要包括缓冲水箱、循环泵、压缩制冷机。

3）压缩空气供给系统

压缩空气供给系统设备主要包括空气压缩机、过滤器、干燥器和压缩空气储罐，本工程配置一套仪表气源装置，满足整个氢站仪表气源，设备包含含空气压缩机、空气储罐等，满足制氢系统仪表用气要求。

4）碱液储存系统

碱液储存系统设备主要包括碱储罐和碱液输送泵，该系统主要实现外来碱液的装卸，稀碱液的配置及废碱液的回收等，满足制氢系统电解制溶液配送需求。

5）氮气吹扫系统

氮气吹吹扫系统设备主要包括氮气瓶组架及氮气汇流排架，为制氢系统设备提供惰性气体置换和吹扫功能，保证制氢系统安全运行。