1、 1单元标题：第三章 制氢原理第一节 化学制氢教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：目的：通过介绍台站自制氢气的方法，使学生了解化学药物制氢的基本方法。要求：了解台站化学药物制氢原料的种类、配量、水温公式和制氢步骤。主要教学内容：目前我国台站自制氢气的方法、 化学药物制氢原料种类、配量、水温公式和制氢步骤，台站对制氢室的要求。教学重点与难点：氢气的性质和安全使用氢气注意事项，化学药物制氢原料种类、配量、水温公式和制氢步骤。课后作业：1、目前我国台站氢气的主要来源？利用化学药物制氢原料的种类、配量以及水温公式。2、台站对制氢室的
2、要求如何？课后体会：通过介绍台站自制氢气的方法，使学生了解化学药物制氢的基本原理和方法，知道原料的种类、配量、水温公式和制氢步骤。重点掌握氢气的性质和安全使用知识。2第三章 制氢原理目前我国多数台站的氢气来源于工厂生产的压缩氢，部分台站使用自制氢气。台站自制氢气的方法有两种：一是利用化学原料制氢，二是利用电解水制氢。第一节 化学药物制氢一、制氢缸的构造及作用制氢缸构造：由无缝钢筒、头部、筒架及附件四部分组成。二、制氢方法（一）氢气的性质1、纯净的化学氢气是一种无色、无味、无嗅的气体。在标准状态下，一立方米纯净的氢气重量为 89.9 克,而同体积空气重量为 1.239 千克，空气的重量是氢气重量
3、的 14.3 倍。在标准状况下单位体积的纯氢气的总举力为 1.203 千克。灌球用的氢气是含有杂质的工业氢气，其单位体积的总举力为 1.11.2 千克。2、氢气是一种易燃气体。氢气在空气中燃烧的火焰温度可达 1500，在氧气中燃烧的火焰温度可达 20003000。氢气与空气中的氧气混合能形成一种爆炸气体，当空气中混有 9%70%的氢气时，一旦遇有火花，即可引起燃烧或爆炸。灌球时，出气咀及橡皮管等处，都有可能产生静电，造成火花放电，引起氢气的燃烧或爆炸，因此制氢缸一定要保持接地良好，充气时速度不宜过猛。为了避免混合气体的形成，故在制造、保管氢气和充灌气球的地方必须保持通风良好，并严禁各类火种。3
4、、氢气是容易扩散的气体，它能以很快的速度通过很小的空隙与裂缝。（二） 制氢原料和化学反应方程台站自制氢气原料：苛性钠、矽铁粉及水。1、苛性钠苛性钠也叫氢氧化钠，呈白色半透明结晶体，对皮肤和衣物具有强腐蚀性。苛性钠极易溶于水，反应时，可释放出大量的溶解热。由于苛性钠在空气中容易吸收水汽而受潮变质，所以开筒后末用完的苛性钠尤其要注意密封保存，筒口可用破球皮包紧，否则，会降低药品的性能以致不能使用。2、 矽铁粉矽铁粉是矽和铁的混合物，呈深灰色的粒状和粉状，其含矽量为 75%90%。3、水3即普通水。4、化学反应方程式 2522 6523 HSiONaiOHNaSi矽+氢氧化钠+ 水=矽酸钠+二氧化矽
5、+ 氢气（ 三）台站 制氢原料 配量：（四）制氢时所需水温：水温=53 t。 （t。为制氢时的气温）三、制氢方法（一）洗筒（二）制氢步骤 1、 、检查头部各螺旋，橡皮垫圈及出气系统是否完好。如有故障应予排除。2、更换保险片与纸垫圈，放置顺序由里向外依次放入纸垫圈，保险片，爆压环各一个，然后旋上保险活塞，再用扳手适当拧紧。3、配原料。5、装原料及上头部。将筒身倾斜阁置，把大漏斗装在筒口上，先将苛性纳装入筒内，接着倒入 4/5 的水 ，再倒入矽铁粉，用剩余的水冲洗筒口后上头部，然后将制动骡帽上紧，拧松开关轮柄，将筒内空气与水汽排出，待出气口有“嘶嘶”的出气声时，关紧开关轮柄。上头部时要特别注意将头
6、部放在顺手、便于取用的地方。6、摇缸。摇缸是为了加速原料的化学反应，并使原料反应的更加完全、彻底，因此摇缸最好是在原料自然反应到一定程度时再摇。摇缸时，筒身倾斜一般不超过 45角为宜；人不要面对保险活塞，并随时注意观察压力表的指示，如压力表指针上升太猛或超过 125 Kg/cm时，应立即打开开关轮柄放掉部分氢气，以防止保险片破裂；检查各螺旋、出气咀及保险活塞是否漏气，如有漏气现象，应根据漏气部位进行调整。四、制氢注意事项1、每次制氢前，应首先打开制氢室的门窗，使室内通风良好，严禁一切烟火及可能苛性钠（Kg） 矽铁粉（Kg） 水（公升）2.0 1.6 124产生静电火花的行为，以免引起氢气的燃烧
7、或爆炸，而造成人员伤亡事故。2、苛性钠具有强腐蚀性，如不慎弄到眼睛、皮肤或衣服上，应立即用浓度为 10%的酒石酸或柠檬酸洗涤，然后用清水冲洗，如没有酒石酸或柠檬酸时，也可以直接用清水冲洗。3、上头部时，要拿正、对准，切勿上歪，动作要迅速，但不要慌张。大螺帽及制动螺帽不要上得太紧，以免造成下次制氢时不易取下。4、保险片每次只能使用、更换一个，否则起不到保险的作用，甚至造成缸体爆炸等严重后果。5、制氢过程中，勿使身体面对各螺旋，特别注意不要正对保险活塞，以免保险片破裂或螺帽冲出时伤人。6、制氢筒在高温时，切勿用冷水冲洗的方法强迫冷却。如果产氢量过低，亦不能采取烤筒加热的方法。7、原料配量及水温必须
8、严格称量。严禁估计，草率从事。五、制氢室的要求1、制氢室的建筑应孤立，离其它建筑物在 50 米以上。特别是宿舍、办公室及易燃物品等。2、为了工作方便，制氢室应建筑在观测场附近，最好在当地最多风向的上风方，且距探空球施放点不要太远，畅通无阻。切忌靠近电线和树木，以防气球拿到施放点时被损坏。3、制氢室可分为三间。一间大的为制氢、灌球所用。二间小的分别存放苛性钠与矽铁粉。4、为便于探空气球拿出，制氢室的门应有一定高度和宽度，并且最好开在当地最多强风的下风方；房顶应有通风天窗；制氢室的窗护要大而低，以保证通风良好和便于在一旦发生事故时，便于制氢人员逃离制氢室，制氢室还应有自来水和排污设施。5、制氢室内
9、严禁烟火，照明灯最好用防暴灯，电灯开关须安装在室外，以免在开、关灯时产生火花而发生事故。5、制氢室应配备灭火工具，门上以及室内均应写上“制氢危险” “严禁烟火”等醒目的警示标语，以加强警惕。5单元标题：第三章 制氢原理第二节 电解水制氢设备教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：目的：了解 QDQ2-1 型电解水制氢设备的性能指标、工作原理、工艺流程。几个主要系统和辅助设备作用。要求：掌握 QDQ2-1 型电解水制氢设备的基本工作原理以及主要系统和辅助设备作用。主要教学内容：1、QDQ2-1 型电解水制氢设备的性能指标、工作原理
10、、工艺流程。2、QDQ2-1 型电解水制氢设备中气体系统、电解液循环系统、气体排空系统、压力平衡系统、蒸馏水补充系统、冷却水系统的主要功能。3、电解水制氢设备中电解槽体、氢氧分离除雾器、碱液过滤器、压力平衡阀、稳压罐、温度控制仪、压力控制器、阻火器、储氢罐、除水罐的主要作用。教学重点与难点：QDQ2-1 型电解水制氢设备的基本工作原理以及主要系统和辅助设备作用。课后作业：1、叙述 QDQ2-1 型电解水制氢设备的基本工作原理。2、QDQ2-1 型电解水制氢设备中气体系统、电解液循环系统、气体排空系统、压力平衡系统、蒸馏水补充系统、冷却水系统的主要功能如何？3、QDQ2-1 型电解水制氢设备中电
11、解槽体、氢氧分离除雾器、碱液过滤器、压力平衡阀、稳压罐、温度控制仪、压力控制器、阻火器、储氢罐、除水罐的主要作用如何？课后体会：6通过介绍 QDQ2-1 型电解水制氢设备的性能指标、工作原理、工艺流程。几个主要系统和辅助设备作用，要求掌握 QDQ2-1 型电解水制氢设备的基本工作原理以及主要系统和辅助设备作用。第二节 QDQ2-1 型电解水制氢一、性能指标与工作原理1、主要性能指标。2、工作原理在电解槽中通入直流电时，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。化学反应式为：在阴极： 2H 2O2eH 2+2OH -在阳极： 2OH -2e 1/2O2+H 2O其总反应式： H 2OH 2
12、+ 1/2O2气体产量与电流成正比，与其他因素无关。NaOH（或 KOH）在水中的作用在于增加水的电导，本身不参加反应，理论上是不消耗的。单位气体产量的电耗取决于电解电压。电解槽的工作温度越高，电解电压越低。同时也增加了对电解槽材料（主要是对隔膜布）的腐蚀。电解压力的选择主要是根据用氢的需要。气体纯度决定于制氢机结构和操作情况，在设备完好，操作正常的情况下，纯度是稳定的。二、工艺流程1、气体系统：从电解槽各电解小室的阴极电解出来的氢气和循环碱液混合体，借助于气体本身的升力，通过极板阴极一侧的电解出气孔进入氢气分离器。在重力的作用下，氢气和碱液进行分离。分离后的氢气进入氢气除雾器，在除雾器内进一
13、步分离，除去水分和碱雾，然后经过氢气平衡阀下腔分为两路：一路经止回阀进入储氢罐；另一路通过氢气放空阀和阻火器后放空。同时，从氢气除雾器出来的氢气还引出一路供分析氢气纯度时取样。平时氢气分析阀关闭。从电解槽各电解小室的阳极电解出来的氧气和循环碱液混合体，借助于气体本身的升力，通过极板阳极一侧的出气孔，进入氧分离器。在重力的作用下，氧气和碱液进行分离。分离后的氧气进入氧气除雾器，在除雾器内进一步分离，除去水分和碱雾，而后分为三路：一路经稳压罐进入氧平衡阀和氢平衡阀上腔，作为控制气源；另一路进入氧平衡阀的下腔排出，如需储存氧气，可进入回收系统，如不需要氧气，则通过氧气放空7阀放空；还有一路供分析氧气
14、纯度时取样。平时氧分析阀关闭。2、电解液循环系统：碱液在氢、氧分离除雾器中被分离出来后，借助于自身重力的作用，通过氢氧分离除雾器、过滤器，滤去杂质后，回到电解槽中的各个电解小室，进行电解而进入再次的循环。3、气体排空系统：水电解制氢主机开机前，需要充氮试漏。开机后氢气纯度符合要求后才能进行储氢。未达到纯度要求以前的氢气，可通过放空阀将氢气放空。待纯度达到要求后，再关闭放空阀，打开储氢阀进行储氢。4、压力平衡系统： 开机后，打开增压阀，所产生的氧气一路进入氧平衡阀的下腔。另一路通过增压阀进入稳压罐，而后进入氧平衡阀上腔及氢平衡阀上腔。产生的氢气则进入氢平衡阀的下腔。此时氧平衡阀上、下腔压力相等。
15、当压力增到控制值后，关闭增压阀。这时，氧平衡阀上腔、氢平衡阀上腔和稳压罐就形成了一个恒压系统。此时，从氧除雾器出来的氧气只进入氧平衡阀的下腔。如果压力超过氧平衡阀上腔的压力，便将膜片往上顶。这时平衡阀膜片带动阀杆上移，平衡阀开启。使氧气通过氧放空阀放空。相反，当氧平衡阀下腔的压力低于氧平衡阀上腔压力时，平衡阀阀杆下移，阀门关小，排气量减少。这样平衡阀阀杆随着制氢机内压力的变化，不停地上下移动，自动调节流量，从而达到氧平衡阀上下腔压力平衡。5、蒸馏水补充系统：电解过程中，为了保证水电解的连续进行，必须向电解小室供给符合一定要求的蒸馏水。蒸馏水是通过碱水泵直接泵入氧分离器，和循环的碱液一道通过过滤
16、器而进入电解槽中。6、冷却水系统：流过蛇管冷却器的自来水由自来水水龙头控制流量，自来水从下口进入，上口流出。7、单向流动控制（1）在补充蒸馏水管路上装有止回阀。主要保证水电解制氢机压力系统中的气体和碱液在碱水泵停转期间不外漏。（2）在储氢管路上装有止回阀。主要保证设备停机或制氢机压力低时，防止储氢罐中的氢气倒罐。8、压力、温度报警系统 ： 本设备的压力和温度报警是自动实现的。从电解槽阳极侧出来的氧气和碱液混合体，在进入氧分离器前，经过温度控制仪探8头，检测电解槽体的温度。当槽温达到 85时，可以自动切断电源停机，同时声、光报警。在氧系统上，装有压力控制器，当系统压力超过额定值时，可以自动切断电
17、源停机，同时声、光报警。在充球管路上，装有防爆电接点压力表。既显示储氢罐内压力，又起到报警的作用。当储氢罐内压力要求某一值时，可将电接点压力表调到相应位置，当罐内压力达到控制压力值时，通过电路可以自动切断电源停机，同时声、光报警。9、显示系统为显示系统各部分的压力，在平衡阀上腔、储氢罐、氧分离除雾器上各装有压力表。氧分离除雾器上的压力表显示设备的工作压力；平衡阀上腔的压力表显示控制压力；储氢罐上的压力表显示罐内压力。温度控制仪显示电解槽体的工作温度；制氢主机面板上的温度表显示主机气液处理系统的温度。10、保安系统：为保证储氢罐的安全，在储罐上装有安全阀。当防爆电接点压力表失灵，储氢罐内压力超过
18、设计压力值时，安全阀门自动打开，放出部分氢气，将罐内压力降至设计压力值时，安全阀门自动关闭，从而确保储氢罐的安全。当氢气出口起火时，为防止火源进入设备及储氢罐，引起爆炸，在安全阀、氢放空阀、充球阀后面各装有阻火器。三、主机各部件构成1、电解槽体：电解槽体是电解水制氢设备的核心部分。水在这里被分解成氢气和氧气。2、氢、氧分离除雾器借助于液体的重力和气体的上升力，使气、液混合物分离。液体循环回到电解槽体；气体上升到除雾器，通向各自的平衡阀。3、碱液过滤器 从分离除雾器出来的电解液进入过滤器上部，从滤网内流向滤网外，使循环碱液中的固体杂质留在滤 网内，定期清除，使电解液保持清洁，以免堵塞通道，发生故
19、障。 3、压力平衡阀调节氢、氧两系统的压力，保持氢、氧系统的压力平衡并保证控制压力值的稳定性。95、稳压罐稳压罐是由两个带有进出口接头和圆筒焊接而成的耐压壳体，它的主要作用是使氢、氧平衡阀上腔的氧气压力保持稳定。罐的体积越大，稳压效果越好。四、配套件各部件构成电解水制氢设备除主机外，还必须有许多配套件与之相配，将这些配套件有机地连接起来，才能组成一台完整的设备。1、阀门：阀门种类很多，其结构、性能千差万别，常用的几种阀门：截止阀、止回阀、球阀、安全阀。由于使用介质为碱性故均选用不锈钢制造。2、蒸馏水器蒸馏水器的作用是制取蒸馏水，它通过电加热器，用自来水制取蒸馏水，补充电解制氢所消耗的水。自来水
20、在蒸馏锅内通过电加热器加热沸腾蒸发，蒸汽在冷却器内被蛇管冷却，蛇管内通过自来水，蒸汽被冷凝成为蒸馏水，从冷凝器下部的出口，通过管道流到容器内。冷却水由三通分成两路，一路排放掉，另一路通过调节卡、加水碗自动补充蒸馏锅内蒸发的水。3、水泵：水泵的作用是在制氢过程中补充碱液或蒸馏水，由于碱是强腐蚀溶液，选用的水泵为不锈钢制造，不易生锈。4、温度控制仪：用来控制电解槽工作温度，使之不超过规定温度，是温度安全执行元件。当温度达到或超过规定值时，能自动切断电源使机器停止工作，温度不再上升，同量通过声光报警，提醒操作人员，采取措施，排除故障，从而起到安全保护作用。5、压力控制器：用来控制电解槽工作压力，使之
21、不超过规定压力，是压力安全执行元件，当压力达到或超过规定值时，能自动切断电路停机，同时声光报警，压力不再上升，提醒操作者，采取措施，排除故障，从而确保安全和人身伤害事故。6、压力表：是现场直观指示电解槽的工作压力，系统控制压力，储氢罐压力等，使操作者及时掌握了解制氢设备工作状态。QDQ2-1 型水电解制氢设备使用了二种压力表，一种是通用型普通压力表，另一种是防爆电接点压力表，下面分别介绍这两种压力表。7、数字温度计由于实际本装置已设有温度控制仪检测电解槽体的温度，在主机整个系统的温度检测主要为了能够较方便地观察到主机的整体温度。只要有一节五号电池，该数字式温度计可以在任何时候观察温度情况。10
22、8、阻火器阻火器的作用顾名思义是阻止火源的流通。阻火器通常安装在氢气出口处，一旦有明火点燃，在阻火器的作用下，火不能通过管道进入设备，从而起到安全保护作用。其结构比较简单，它是用一段圆钢管、两端焊上圆底，内部装满颗粒适当的乐石等材料。阻火器应安装在室外，作为氢气放空，为防止雨水进入，必须将出口管道高于屋顶，管道的端部应向下弯曲，既能使氢气排出超过屋顶，又能防雨水进入。9、储氢罐储氢罐的作用是储存氢气，以备使用，通过储罐的储存，使氢气质量更好，可通过储罐进一步的分离，使水、碱成分更少，同时从储罐中放气使用，压力稳定，储罐又起到了一个大的稳压罐的作用。10、除水罐为了减少或不发生气体管路堵塞，在较
23、寒冷的地方，水电解制氢设备还配套有一套除水装置。即在主机氢储存和氧放空出口，各安装一个除水器，可以减少或杜绝管路内水分的冻结，以免造成管路堵塞。11、整流控制器把交流电变成可调的直流电。同时也可以配置高频开关电源，更方便快捷，更省电。该设备具有稳流功能，对整套水电解制氢设备来说，主要使用稳流这项功能。本机设有过渡保护环节，当输出电流超过整定保护数值时，系统将处于锁零状态，同时事故报警铃响、灯亮，按动复位钮可解除声光报警信号，待查明原因后可再次启动主回路投入运行。控制部分的作用有两点：一是控制水泵启停；二是控制温度和压力，当达到或超过控制点时，能自动切断电源，声、光报警，相应指示灯亮。11单元标
24、题：五、电解水制氢设备的使用教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：目的：通过教学使学生掌握 QDQ2-1 型电解水制氢设备的使用方法。要求：掌握 QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查、通电开机、储氢方法以及关机步骤。主要教学内容：QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤、调试方法、电流控制、压力控制、温度控制及液位的控制、纯度分析、电解液的配制、常见种故障排除方法。教学重点与难点：QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤、纯度分析、电解液的配
25、制。课后作业：1、叙述 QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤？2、简答 QDQ2-1 型电解水制氢设备的调试方法、电流控制、压力控制、温度控制及液位的控制、电解液的配制方法。课后体会：12通过介绍 QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤、调试方法、电流控制、压力控制、温度控制及液位的控制、纯度分析、电解液的配制、常见种故障排除方法，要求学生重点掌握开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤。五、电解水制氢设备的使用1、开机前的检查制氢机及各电器设备上不得放置任何工具杂物等。地面要干燥、清洁，电解槽绝缘
26、处一定要干燥，如被水浸湿必须吹干。首次开机前必须将预先配制好的碱液，由泵泵入制氢机内，待液位达到液位计中间时停泵。注意一点，电解槽首次使用前，必须用蒸馏水浸泡 24 小时以上，让石棉隔膜布充分浸透，然后将水放掉，再泵入电解液。检查阀门开关状态关闭储氢阀、减压阀、氢氧分析阀，打开氢放空阀、氧放空阀、增加阀、槽压报警阀及过滤器的球阀。以后制氢机正常工作，添加补充水，可随时泵入。将整流控制器调到最低输出点。2、通电开机及储氢打开开关，接通电源。启动整流控制器，调节整流控制器面板上的电位器，逐渐调高直流输出电压。在电解槽首次使用或停机时间较长，开始电压不要调得太高，先调到 5560V 左右，观看设备运
27、行情况，一切正常后再升高电压。制氢机开始工作，工作压力逐渐升高，当工作压力升到所需压力时，关闭增压阀，压力不再升高，保持恒定。储氢13当制氢机工作压力超过储氢罐压力时，最少应超过 0.05MPa，方可储氢，先打开储氢罐的进气阀，然后打开储氢阀，再关闭氢放空阀，氢气进入储罐。当制氢机首次使用或停机较长或充氮检漏则必须要开机运行 1530 分钟后才能储氢，以排放掉不纯的气体。当储氢罐压力升到所需要的压力时，关闭储氢阀，打开氢放空阀，关机。3、关机当储罐充满或不需要制氢时可关机，停止工作。关机步骤如下：转动整流控制器面板上的电位器，将整流器输出电压调至零，然后切断整流器的电源。缓慢打开减压阀，使槽压
28、逐渐降压至零，降压时应注意观察液位变化，不允许液位超出液面计的设计范围，如液位相差过大，应停止减压，待液位自动恢复平衡后，再缓慢减压，也可借助氢、氧放空阀来控制液位变化。但必须注意不要太快，以防氢氧气体在主机内混合。4、调试制氢机正常工作一段时间后，可进行各控制参数的调整。压力、温度报警，是控制制氢机工作压力、工作温度不超过规定值，对确保设备、人身安全、提高设备寿命起到极大作用。压力报警的调整在制氢机正常工作状态下，打开增压阀，让制氢机工作压力升到 1.15MPa 时，打开压力控制器的塑料堵头，用“一”字改锥，调节压力控制器的控制值，细心微调，旋转调节杆，使之刚好报警，此时压力控制器的控制点就
29、是 1.15MPa，为了准确，可反复几次调试。槽体温度报警的调整制氢机正常工作，槽温逐渐升高，当升到 8590时，调节温度控制仪旋钮，使之刚好报警，可反复几次调整，更为准确。使用前可先将温度调到 90左右，以免温度不高就报警，无法开机。电接点压力表的报警调整首先将上限针（红针）用专用工具拨到所需控制值，在储氢状态下当储氢罐压力上升到该设定值时，电接点压力表的示值指示针与上限针的触点相接触，接通控制电源而14报警。如报警压力误差较大，可进行调整，因压力表本身有一定的误差，几个压力表的指示有时不尽相同，少量误差是允许的，不影响制氢机的工作。上述三个报警：槽压报警、槽温报警、储罐压力报警，均能自动切
30、断电源，相应的指示灯亮，电铃响，操作者可在控制室，得知报警部位，进行相应的调整。5、电流、压力、温度及液位的控制工作温度制氢机正常运行状态下，电解槽的工作温度逐渐上升，当升到额定工作温度 7580时，打开自来水阀门进行冷却，并根据槽温变化调节冷却水流量，使槽温保持在7580范围内。槽温的高低，取决于工作电流的大小，电流越大，槽体发热越多，槽温升得越快。当没有冷却水降温时，可把工作电流调到 100A 以下，减少发热量，使槽温自然平衡，保持在额定范围内。工作电流工作电流随着电解液的温度升高而增大，当温度达到 7580时，应调节整流控制器的输出，使之在额定工作电压 60V66V 之间工作，此时的工作
31、电流可达到 150A170A之间。产氢量的大小取决于工作电流的大小，而工作电流取决于工作电压、工作温度和电解液浓度。在额定条件下：电压 63V66V，温度 7580，电解液浓度 NaOH25%或KOH30%，工作电流可达 161A 以上，此时产氢量为 2m3/h。在小电流工作条件下，产氢量减少，功耗也小，发热小，不需加冷却水，同时提高设备寿命。因此在保证产氢量使用的前提下，小电流运行是有积极意义的。尤其在北方寒冷的冬季，小电流不停机工作，是防止设备管道结冻的有效措施。本设备工作电流可在 0165A 范围内任意调节。工作压力电解槽的工作压力的高低可由用户根据需要选定，本设备可在 01MPa1MP
32、a 范围内均可正常工作，但不得超过额定工作压力。对需向储氢罐充气者，则储氢罐充到的最高压力比电解槽的工作压力低 0.05MPa 左右，因一个止回阀压降为 0.05MPa 左右，对不需储罐者可直接由制氢机的氢出口提供氢气使用。液位控制15电解槽工作过程中，氢氧分离器中的液位应保持在液面计的 1/43/4 范围内，低于1/4 时，应加补充水，使液位达到液位计的 3/4 处。电解槽正常工作状态下，氢氧压差控制是通过氢氧平衡阀自动调节，达到液位平衡，液位差允许在 150mm 以内，本设备的液位差可控制在 100mm 之内。6、纯度分析每次开机压力稳定后，从氢分析阀取样，用氢分析仪进行气体纯度分析，氢分
33、析仪能够连续测量，精度高。新电解槽气体纯度是有保证的，可间隔定期分析。一旦氢气纯度达不到规定要求，说明电解槽必有故障，必须停止工作检修，避免危险发生。则氢气路的氢纯度计算公式为：（100-X H/4）%， XH 为仪器读数，如仪器读数为1.2，则氢纯度为（100-1.2/4）%=99.7%，以此类推。7、电解液的配制电解水制氢所用的碱是固态的 NaOH 或 KOH，用 NaOH 还是用 KOH，主要取决于环境温度。南方用 NaOH，北方用 KOH。电解液的配制方法电解水制氢设备的水碱箱，直径为 400mm，高度为 800mm，用不锈钢制造，专门用于配制碱液以及平时装蒸馏水所用。配置 25%的
34、NaOH 溶液：先在水碱箱中加入 51L 的蒸馏水，然后把准备好的17kg 化学纯 NaOH 固态碱逐渐倒入水中，边倒边用棍子搅拌，倒碱的快慢以碱的不结块为准，经搅拌后静置四个小时，即温度适宜时使用。静置的主要目的是使溶液中的气泡全部跑净、观察溶液中是否有异常沉淀物。配制 30%浓度的 KOH 溶液，则在 51L 水中加入 22kgKOH 固体碱，其它要求与配制 NaOH 溶液时完全相同。加入水的数量可以用量筒计量，也可以用秤计量，51L 水就是 51kg。如果既没有量筒也没有秤，也可以用尺子来确定。因为我们用的水碱箱直径为 400mm，既然需要 51L 水，用计算圆柱体体积的公式便可以确定水
35、的深度。H=V/R 216H-水深；V-所需水的体积；R-水碱箱的半径经计算，H 的深度为 406mm，也就是说在水碱箱中盛 406mm 深的水就是 51L。以上三种计量方法前两种比较准确，后一种误差大一些，但就我们使用而言没有什么影响。8、几种常见故障的排除方法电解槽槽体清洗先将碱液放出、排净，泵入蒸馏水，使槽体内充满水，浸泡 24 小时以上，然后打开排水阀，将水放出排净，如此反复二至三次，可将槽体内杂质、异物清洗掉，排出的蒸馏水不再使用。放出的碱液，如不太脏仍可使用。减压排气操作在电解槽正常工作状态下进行，让制氢机工作压力升到 0.5MPa1.0MPa，增压阀关闭，突然开大减压阀，使排气量
36、瞬时大增，压力急剧下降，很快关闭减压阀。如此反复多次进行减压排气。这样，由于压力急剧下降，槽体内的气液流速突然增大，从而冲开槽体内的小孔，冲走杂物，排小孔堵塞的故障。同时由于排气量突然大增，平衡阀阀杆大幅度的上下运动，在大流量高流速的冲洗下，可将平衡阀内、管道内、阀门内及整个排气系统内的杂物冲走，从而使平衡阀恢复正常，排除阀门关不严及管道堵塞等故障。以上操作时必须注意液位保持在液面计的可见范围内，开关减压阀必须动作迅速，快开快关，一旦液位超过液面计的可见范围，必须待液位恢复平衡后再进行，决不能让液位冲出，使故障丛生，旧故障没有排除，新故障又产生，这时，操作者在进行操作时应加倍小心注意。电解液的
37、更换操作电解液的更换与电解槽体的清洗大致相同，将电解槽内的脏电解液从槽体下面的排水阀中排放干净，再泵入蒸馏水清洗槽体，待槽体清洗干净后，泵入新配制的电解液，加到液面计中间位置停泵，然后制氢机可进行正常的工作。注意放出的碱不能再用。17单元标题：第二节 电解水制氢设备教学时数：（2）学时，其中理论（0）学时，实验（2）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：目的：了解 QDQ2-1 型电解水制氢设备的工艺流程、主要系统构成、开、关机方法、储氢方法、调试方法、纯度分析等。要求：掌握 QDQ2-1 型电解水制氢设备的开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤。主要教学内容：参观 QDQ2-1 型电解水制氢设备的工艺流程、各主要系统构成、开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤、调试方法、电流控制、压力控制、温度控制及液位的控制、纯度分析、电解液的配制。教学重点与难点：参观 QDQ2-1 型电解水制氢设备开机前的检查方法、通电开机方法、储氢方法、关机步骤、调试方法、电流控制、压力控制、温度控制及液位的控制、纯度分析、电解液的配制。课后作业：按实习内容和步骤填写实习报告。课后体会：通过参观实习，使学生对所掌握的理论知识与设备进行对比实践，加深理解，效果显著。
