电解水制氢工艺流程及设备简介

一、电解水制氢流程

水电解制氢的流程，要根据制氢设备的工作压力，用户对气体的要求，包括压力、 纯度、产销变化，以及本地区的市场情况确定。其生产流程，通常分为常压制氢工艺流程和压力制氢工艺流程两种类型。

1. 常压制氢工艺流程

水电解时氢气、氧气连续不断地在电解小室里产生，并且源源不断地向外输送， 电解槽的工作压力只取决于槽体以外的阻力情况。常压工艺生产时电解槽的工作压力主要取决于湿式储气柜，因储气柜的压力通常在4 KPa左右，再加上气体要克服分离器、洗涤器的液位阻力，所以常压电解槽的工作压力一般在10kPa 左右。当用户对氢气压力和纯度要求不高时，可直接由气柜外送；当气柜压力不能满足需要时，就要增设加压泵或压缩机。当用户对氢气纯度有较高要求时，应增设氢气纯化装置。 纯化装置有常压纯化装置和压力纯化装置两种，可根据不同情况选用。根据产量和市场情况，再决定是否对氢气、氧气进行压缩充瓶；经过纯化的氢气应该用膜压机进行压缩。图1所列流程，可根据具体情况取舍。

2.压力制氢工艺流程

在压力下制取的氢气，由于其压力已经满足用户的需要，所以不必设压缩机，可节约成本及日常能量消耗和维护保养的费用。另外，用干式储气罐代替湿式储气柜， 也可减少成本和占地面积。氢气在压力下含水量低，所以纯化的工作量小，纯化后的 纯度高，外送压力稳定；再加上压力下电解水制得的氢气单位能耗低，所以压力制氢 工艺已经得到广泛应用。其流程见图2。由于储气罐的压力是变化的，所以在罐的出口设压力调节装置，使外送的气体保持压力稳定。如果氢气、氧 气需要充瓶，可从储气罐抽气，根据罐内气体压力决定压缩机的气缸数。如果需要瓶装纯氢，应抽纯化后的氢气，并用膜压机进行压缩。

二、水电解制氢设备

1.制氢系统

工业上水电解制氢的设备，主要有电解槽，包括分离器、洗涤器、冷却器、碱液过滤器、循环泵、压力调节及PLC控制；系统中还配有纯水制备及直流电源，见图3。根据对气体纯度的要求和产销情况，有的又设有氢气纯化装置（图4）和气体加压、充瓶设备。

2.纯化系统

由水电解制氢设备所制得氢气，经汽水分离器分离去除游离子水后进入脱氧器(温度控制在 80-100℃),在钯铂触媒催化剂的作用下,使原料氢中的杂质氧与氢反应生成水汽。脱除杂质氧后，经氢气冷却冷凝器，分离去除游离态的凝水，然后经再生冷却器进入吸附干燥器去湿，再通过薄膜调节阀调定纯化系统运行压力，最后通过高效过滤器除尘获得纯氢产品。

3.制氢及纯化系统和辅助设备清单

电解水制氢设备根据不同的情况有不同的配置，本表只根据通用的常压制氢工艺流程列举主要的设备，仅供参考。