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1、1水电解制氢装置培训讲义 (纯化工艺部分)2015-6-161 制氢工程部概述概述培训内容培训内容干燥的工作原理干燥的工作原理脱氧的工作原理脱氧的工作原理纯化流程纯化流程2015-6-162纯化流程纯化流程常见故障及排除方法常见故障及排除方法2概述概述2015-6-1631 1、催化脱氧、催化脱氧 氢气中含有的氧杂质通常可采用催化转化的方法来去氢气中含有的氧杂质通常可采用催化转化的方法来去 除。除。1 1、催化脱氧、催化脱氧 氢气中含有的氧杂质通常可采用催化转化的方法来去氢气中含有的氧杂质通常可采用催化转化的方法来去 除。除。 脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属脱氧催化剂大多是由具有高脱氧
2、活性的金属（如钯如钯脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属（如钯如钯脱氧的工作原理脱氧的工作原理脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属（如钯如钯、脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属脱氧催化剂大多是由具有高脱氧活性的金属（如钯如钯、 铂、银、镍铂、银、镍- -铬、铜等）负载在多孔性物质上（硅藻土、活铬、铜等）负载在多孔性物质上（硅藻土、活 性氧化铝、分子筛、半导体粉末等）制成的。性氧化铝、分子筛、半导体粉末等）制成的。 脱氧催化剂可催化氢气与氧气发生化合反应生成水，脱氧催化剂可催化氢气与氧气发生化合反应生成水， 以达
3、到脱氧的目的。以达到脱氧的目的。 2H2H、 铂、银、镍铂、银、镍- -铬、铜等）负载在多孔性物质上（硅藻土、活铬、铜等）负载在多孔性物质上（硅藻土、活 性氧化铝、分子筛、半导体粉末等）制成的。性氧化铝、分子筛、半导体粉末等）制成的。 脱氧催化剂可催化氢气与氧气发生化合反应生成水，脱氧催化剂可催化氢气与氧气发生化合反应生成水， 以达到脱氧的目的。以达到脱氧的目的。 2H2H2 2 2 2+O+O+O+O2 2 2 2 2H 2H 2H 2H2 2 2 2O+QO+QO+QO+Q 装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属- - -
4、-半导体体系半导体体系，具有脱具有脱半导体体系半导体体系，具有脱具有脱2015-6-164装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属装置中使用的催化剂为钯金属 半导体体系半导体体系，具有脱具有脱半导体体系半导体体系，具有脱具有脱 氧活性高、脱氧深度深、气体处理量大、强度高等特性，氧活性高、脱氧深度深、气体处理量大、强度高等特性， 常温下即可催化反应发生，而且无需预处理（活化）和再常温下即可催化反应发生，而且无需预处理（活化）和再 生。脱氧深度可达生。脱氧深度可达1ppm1ppm及以下。及以下。氧活性高、脱氧深度深、气体处理量大、强度高等特性，氧活性高、脱氧深
5、度深、气体处理量大、强度高等特性， 常温下即可催化反应发生，而且无需预处理（活化）和再常温下即可催化反应发生，而且无需预处理（活化）和再 生。脱氧深度可达生。脱氧深度可达1ppm1ppm及以下。及以下。32 2、脱氧器的结构、脱氧器的结构2 2、脱氧器的结构、脱氧器的结构 ? ? 内内筒筒内内筒筒：电加热元件：电加热元件 电缆接入口电缆接入口 a a口（气体入口）口（气体入口）：电加热元件：电加热元件 电缆接入口电缆接入口 a a口（气体入口）口（气体入口） ? ? 外外筒筒外外筒筒：脱氧催化剂：脱氧催化剂 b b口（气体出口）口（气体出口） 装料口装料口 卸料口卸料口 2 2个铂电阻（测温元
6、件）个铂电阻（测温元件）：脱氧催化剂：脱氧催化剂 b b口（气体出口）口（气体出口） 装料口装料口 卸料口卸料口 2 2个铂电阻（测温元件）个铂电阻（测温元件） ? ? 保温层保温层保温层保温层 原料氢气从原料氢气从原料氢气从原料氢气从进入进入经电加热元经电加热元进入进入经电加热元经电加热元2015-6-165原料氢气从原料氢气从原料氢气从原料氢气从a a口a a口进入进入，经电加热元经电加热元口口进入进入，经电加热元经电加热元 件加热后进入催化剂床层，氢气和氧气件加热后进入催化剂床层，氢气和氧气 在催化剂的作用下发生化合反应生成水，在催化剂的作用下发生化合反应生成水， 水以气态的形式随氢气从
7、水以气态的形式随氢气从b b口流出脱氧口流出脱氧 器。器。件加热后进入催化剂床层，氢气和氧气件加热后进入催化剂床层，氢气和氧气 在催化剂的作用下发生化合反应生成水，在催化剂的作用下发生化合反应生成水， 水以气态的形式随氢气从水以气态的形式随氢气从b b口流出脱氧口流出脱氧 器。器。3 3、温度控制、温度控制 在催化剂床层的上部和下部各装有一个铂电阻。分别用在催化剂床层的上部和下部各装有一个铂电阻。分别用 来检测催化剂床层上部和下部的温度。来检测催化剂床层上部和下部的温度。、温度控制、温度控制 在催化剂床层的上部和下部各装有一个铂电阻。分别用在催化剂床层的上部和下部各装有一个铂电阻。分别用 来检
8、测催化剂床层上部和下部的温度。来检测催化剂床层上部和下部的温度。 下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度 时时，会会时时，会会暂停暂停暂停暂停电加热元电加热元电加热元电加热元下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度下部铂电阻检测温度达到设定温度 时时，会会时时，会会暂停暂停暂停暂停电加热元电加热元电加热元电加热元 件，待温度低于设定温度后，会再次启动电加热元件。件，待温度低于设定温度后，会再次启动电加热元件。 上部铂电阻检测温度达到设定温度时，会上部铂电阻检测温度
9、达到设定温度时，会件，待温度低于设定温度后，会再次启动电加热元件。件，待温度低于设定温度后，会再次启动电加热元件。 上部铂电阻检测温度达到设定温度时，会上部铂电阻检测温度达到设定温度时，会停止停止停止停止电加热元电加热元 件，再次启动电加热元件则需要操作人员的手动操作。件，再次启动电加热元件则需要操作人员的手动操作。注意：注意：电加热元电加热元 件，再次启动电加热元件则需要操作人员的手动操作。件，再次启动电加热元件则需要操作人员的手动操作。注意：注意：电加热元件禁止干烧！电加热元件禁止干烧！电加热元件禁止干烧！电加热元件禁止干烧！ 如果电加热元件已开启而没有通气如果电加热元件已开启而没有通气，
10、那么电加热元件产那么电加热元件产如果电加热元件已开启而没有通气如果电加热元件已开启而没有通气，那么电加热元件产那么电加热元件产2015-6-166如果电加热元件已开启而没有通气如果电加热元件已开启而没有通气，那么电加热元件产那么电加热元件产如果电加热元件已开启而没有通气如果电加热元件已开启而没有通气，那么电加热元件产那么电加热元件产 生的热量就无法散发出去，并且没有气流的传导，测温元件生的热量就无法散发出去，并且没有气流的传导，测温元件 也不能及时将电加热元件的真实温度传至控制系统停止加热，也不能及时将电加热元件的真实温度传至控制系统停止加热， 造成电加热元件自身过热，直至烧断造成电加热元件自
11、身过热，直至烧断 。生的热量就无法散发出去，并且没有气流的传导，测温元件生的热量就无法散发出去，并且没有气流的传导，测温元件 也不能及时将电加热元件的真实温度传至控制系统停止加热，也不能及时将电加热元件的真实温度传至控制系统停止加热， 造成电加热元件自身过热，直至烧断造成电加热元件自身过热，直至烧断 。4干燥器的工作原理干燥器的工作原理1 1、变温吸附干燥、变温吸附干燥、变温吸附干燥、变温吸附干燥变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛。它是利它是利变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛。它是利它是利变温吸附干燥技术在气
12、体制取工业应用广泛变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛。它是利它是利变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛变温吸附干燥技术在气体制取工业应用广泛。它是利它是利用吸水性能优良的吸附剂（活性氧化铝、硅胶、用吸水性能优良的吸附剂（活性氧化铝、硅胶、用吸水性能优良的吸附剂（活性氧化铝、硅胶、用吸水性能优良的吸附剂（活性氧化铝、硅胶、分子筛分子筛分子筛分子筛）在常温（或低温）下吸附气体中的水分，当吸附剂吸附的在常温（或低温）下吸附气体中的水分，当吸附剂吸附的水分接近饱和时，采用升高温度的方法使水分从吸附剂中水分接近饱和时，采用升高温度的方法使水分从吸附剂中）在常温（或低温）下吸附气体中的水分，当吸附剂
13、吸附的在常温（或低温）下吸附气体中的水分，当吸附剂吸附的水分接近饱和时，采用升高温度的方法使水分从吸附剂中水分接近饱和时，采用升高温度的方法使水分从吸附剂中解解吸出吸出来来（即即吸吸附剂附剂的再生）。的再生）。从从而达而达到循到循环工环工作作的目的。的目的。解解吸出吸出来来（即即吸吸附剂附剂的再生）。的再生）。从从而达而达到循到循环工环工作作的目的。的目的。2015-6-167解来解来即附剂即附剂从到循作从到循作解来解来即附剂即附剂从到循作从到循作2 2、分子筛的吸附原理、分子筛的吸附原理分子筛是一类具有均匀微孔的硅铝酸盐化合物，其孔分子筛是一类具有均匀微孔的硅铝酸盐化合物，其孔、分子筛的吸附
14、原理、分子筛的吸附原理分子筛是一类具有均匀微孔的硅铝酸盐化合物，其孔分子筛是一类具有均匀微孔的硅铝酸盐化合物，其孔般般般般径相当于一径相当于一般般分子大小，由于微孔表面的分子或原子存在径相当于一分子大小，由于微孔表面的分子或原子存在径相当于一般般分子大小，由于微孔表面的分子或原子存在着剩余的表面引力场，其对极性分子及可极化的分子具有着剩余的表面引力场，其对极性分子及可极化的分子具有高选择的吸附性能。因此当含水氢气通过微孔时，属于极高选择的吸附性能。因此当含水氢气通过微孔时，属于极性分子的水就被强烈的吸附在微孔的表面，属于非极性分性分子的水就被强烈的吸附在微孔的表面，属于非极性分分子大小，由于微
15、孔表面的分子或原子存在着剩余的表面引力场，其对极性分子及可极化的分子具有着剩余的表面引力场，其对极性分子及可极化的分子具有高选择的吸附性能。因此当含水氢气通过微孔时，属于极高选择的吸附性能。因此当含水氢气通过微孔时，属于极性分子的水就被强烈的吸附在微孔的表面，属于非极性分性分子的水就被强烈的吸附在微孔的表面，属于非极性分子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔从而达到消除水分从而达到消除水分子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔从而达到消除水分从而达到消除水分2015-6-168子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔，
16、从而达到消除水分从而达到消除水分子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔子的氢则不易被吸附而顺利通过微孔，从而达到消除水分从而达到消除水分的目的。的目的。分子筛的吸附作用属物理吸附，过程可逆。分子筛的吸附作用属物理吸附，过程可逆。的目的。的目的。分子筛的吸附作用属物理吸附，过程可逆。分子筛的吸附作用属物理吸附，过程可逆。53 3、干燥器的结构、干燥器的结构、干燥器的结构、干燥器的结构 ? ? 内内筒筒内内筒筒：电加热元件：电加热元件 电缆接入口电缆接入口：电加热元件：电加热元件 电缆接入口电缆接入口 a a口（口（口（口（气体出入口气体出入口气体出入口气体出入口） ? ? 外外筒筒外外筒筒：分子筛：分子筛：分子筛：分子筛 b b口（口（口（口（气体出入口气体出入口气体出入口气体出入口） 装料口装料口 卸料口卸料口） 装料口装料口 卸料口卸料口 2 2个铂电阻（测温元件）个铂电阻（测温元件）个铂电阻（测温元件）个铂电阻（测温元件） ? ? 保温层保温层保温层保温层 4 4干燥过程干燥过程干燥过程干燥过程2015-
