QDQ2-1型水電解制氫中常見問題及解決處理

發表時間:2020/1/8   來源:《科技新時代》2019年11期   作者:山發梅
[導讀] 自QDQ2-1型水電解制氫設備投入到氣象業務使用以來,逐漸得到了廣大涉氫人員的喜愛,還在很大程度上解決了化學制氫中對環境產生的污染。

山發梅
        (青海省玉樹州氣象局,青海 玉樹 815099)
       
        摘要:自QDQ2-1型水電解制氫設備投入到氣象業務使用以來,逐漸得到了廣大涉氫人員的喜愛,還在很大程度上解決了化學制氫中對環境產生的污染。本文通過分析QDQ2-1型水電解制氫中常見的問題進行了分析,并給出了有針對性的解決處理辦法,僅供同行進行參考借鑒。
        關鍵詞:水電解制氫   常見問題   解決處理
        1、QDQ2-1型水電解制氫設備基本原理
        水電解制氫是當前制氫最為方便的方法,在電解槽中充滿氫氧化鈉或氫氧化鉀,之后直接連接直流電,電極上的水分子則會發生電化學反應,之后會產生氧氣和氫氣,此時直流電的電壓需在51V左右。電解反應式如下:
        陰極反應  
        陽極反應  
        總反應式  
        在庫倫定律的基礎上,氣體產出量同電流之間呈現出正相關關系,同其它因素不相關。將氫氧化鉀加入到電解槽內可以使水的電導性能得到提升,自身并不會參與到電解反應出來,理論上來說,氫氧化鉀反應前后的量是保持平衡的。單位氣體消耗的電量同電解電壓密切相關,電解槽工作時的溫度越高,電解電壓數值就越低,由于隔膜材料會有一定程度的腐蝕,將會使電解槽材料增加。在長期使用石棉的過程中,應控制堿液的溫度在100℃以下,而操作溫度應在80~85℃之間。根據氫氣的用量來選擇合適的電解壓力。結合制氫的總反應式,一個水分子可以電解成一個氫氣和1/2個氧氣,氫氣的量是氧氣的2倍。在啟動整流器的過程中,將直流電壓增加到51V時,氫氣會在電解小室陰極側出現,而陽極側則會有氧氣產生。
        2、QDQ2-1型水電解制氫中常見問題及解決處理
        2.1制氫時工作壓力不斷減少
        在實際的制氫過程中,若是發現工作壓力呈現出緩慢下降的趨勢,為了確保工作壓力穩定或者是緩慢增壓,需要工作人員做好增壓。出現這種情況的原因可能是①調整氫、氧平衡閥膜片不當或者平衡閥膜片有裂縫出現;②減壓閥出現漏氣。為了盡快解決制氫工作壓力不斷減少的問題,①工作人員可以對氫、氧平衡閥膜片進行調整或者是重新更換平衡閥膜片;②對減壓閥進行換新。在日常工作中,需要工作人員適當控制減壓閥的開關動作,避免因過于擔心是否上緊而在關閉閥門后仍舊用力擰,使得閥門頂針出現磨損,導致閥門漏氣,降低了工作壓力。
        2.2管路結冰
        玉樹州冬季氣溫極低,在建設之初會在室外暴露氫氣儲存管路,即使有防護保溫層,因氫氣剛生產時的溫度過高,管路內外溫差較大,會出現水汽凝結現象,進而造成管路結冰。若是充氣閥經常結冰?筛綦x開充氣閥所在的小范圍區域,將制氫安全范圍內的暖氣設備進行正確接入;若是儲氫管路出現結冰,可以選擇具有冬夏之分的兩套管路交替使用,正常管路的使用條件是室外溫度過高,沒有結冰現象,而另一套管路的使用條件則是室外溫度過低,且有結冰現象,并將一個閥門安裝在管路最低點處,以將管路中的凝結水放出來。不僅可以防止儲氫故障,還可以避免因管路凝結過多的水而出現微塵;若氧放空后管路出現結冰,針對不收集氧氣進行二次加工的氧氣管,可將室內的部分加高,始終確保氧氣管從內向外朝下方傾斜,凝結水可以順勢流出,避免凍結。另外,還可以將三通和閥門安裝在室內的管路上,通過軟管連接通到室外,也可以防止管路結冰。
        2.3氫、氧液面異常
        在將儲氫閥門打開后,氧液位會快速增加,而氫液位則大幅度減少。該故障的出現的原因可能是:①分離氫的除霧器出口可能被異物堵塞;②調整膜片不當或氫平衡閥堵塞;③未打開儲氫進氣閥門;④儲氫管路出現堵塞;⑤止回閥因卡死不能正常打開。在將儲氧閥門打開后,氧液位大幅度減少,氫液位則會快速上升。其原因可能是①分離氧的除霧器出口可能被異物堵塞;②調整膜片不當或氧平衡閥堵塞;③未打開氧放空閥;④氧氣管路出現堵塞。
        一旦氫、氧液面出現異常情況,應及時進行解決處理:①做好氫、氧除霧器的清洗工作;②對氫、氧平衡閥門進行清洗、調整;③做好止回閥的清洗或更換工作;④選擇儲氫罐內的高壓氣體對管路雜質進行清理;⑤查看對應的閥門是否打開。
        在實際的維修維護中,需要工作人員選擇分段查看的方法對故障部位進行檢查。若是將儲氫閥打開后,氧液位大幅度增加,氫液位則快速下降,可及時斷開氫儲存上的止回閥后管路,檢查止回閥出氣是否正常,若正常,則說明管路發生堵塞,反之,可能是止回閥異;驓浞蛛x除霧器氣孔堵塞。在開機檢查的過程中,為了防止堿液噴灑到身上,應與制氫機保持一段的距離,同時還要第一時間關機。在對制氫、氧平衡閥進行清洗、調整的過程中,應正確安裝膜片,還要查看頂針的磨損程度,調整的間隙需在3mm左右,使用定位銷判斷頂針的垂直程度。
        3、制氫中的注意事項
        3.1定時測量電解槽電壓
        在每次開機后、制氫中、關機前的這段時間內,應嚴格按照規定要求每間隔三小時做好小室電壓的測量工作,正常情況下的電壓值不高于2.4V。小室電壓同總電壓、室內溫度及制氫溫度密切相關,溫度越高,小室的電壓越低,反之亦然。通常情況下,小室電壓在剛開機時最高,且第一和最后兩小室的電壓要高于其它小室。
        3.2配置的電解液不應與空氣長期接觸
        對于氫氧化鈉和氫氧化鉀來說,若是放置在空氣中,極易與空氣中的二氧化碳發生反應,進而產生碳酸鈉或碳酸鉀,增強了電解液中的碳酸根含量,使得碳酸鹽增大。隨著溫度的變化,碳酸鹽的溶解度也會隨之改變。溫度越高,溶解度越大,反之亦然。在電解槽工作溫度過低的情況下,在槽內將會出現碳酸鹽顆粒,沉積于電解小室、氣體小管或堿液中,嚴重的情況下會堵塞管路,影響制氫工作的正常進行。因此,應對電解液中的碳酸鹽含量進行定期測量。
        3.3定期清洗電解槽
        對于電解槽來說,當工作時間達到6000h后需及時進行清洗,因為一段時間的運行后,會有大量的微量雜質聚集在電解槽內,進而降低儲氫氣體純度,還會對制氫小室電壓產生影響。清洗電解槽可在一定程度上穩定氣體純度,同時還能將槽內的部分雜質清除干凈,但是清洗過程中會有部分電解液消耗,應適當對其進行清洗。
        3.4注意通風
        在高溫季節來臨時,需做好制氫室內的通風工作,特別是控制室。在制氫機工作溫度正常的情況下,也會因故障問題而停機,其原因是控制室機體溫度過高,應及時將室內門窗打開進行通風,同時還要將配電機柜前后門及時打開,選擇電風扇強制通風降溫。
       
        參考文獻:
        [1]劉濤,支竣,徐文霞.QDQ2-1型水電解制氫設備的正確使用及故障解決[J].沙漠與綠洲氣象,2011,5(S1):52-53.
        [2]韋振華.QDQ2-1型水電解制氫設備常見故障分析及其維護[J].氣象研究與應用,2012,33(S1):215-216.
       
       
        作者簡介:山發梅(1974-),女,漢族,青海湟中人,本科學歷,工程師,從事:高空探測。

投稿 打印文章 轉寄朋友 留言編輯 收藏文章
  期刊推薦
1/1
轉寄給朋友
朋友的昵稱:
朋友的郵件地址:
您的昵稱:
您的郵件地址:
郵件主題:
推薦理由:

寫信給編輯
標題:
內容:
您的昵稱:
您的郵件地址:
 

河南11选5多少钱一柱