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氫氣發(fā)生器工作原理及結(jié)構(gòu)特性

來源:EWG1990儀器學(xué)習(xí)網(wǎng) | 作者:admin | 發(fā)布時間: 2022-05-24 | 3148 次瀏覽 | 分享到:

氫氣發(fā)生器產(chǎn)出的氫氣有兩種不同的來源。下面對這兩種工作原理進行簡易的比較：一、純水電解制氫把滿足要求的電解水（電阻率大于1MΩ/cm，電子或分析行業(yè)用的去離。

一、氫氣發(fā)生器的工作原理

氫氣發(fā)生器產(chǎn)出的氫氣有兩種不同的來源。下面對這兩種工作原理進行簡易的比較：一、純水電解制氫把滿足要求的電解水（電阻率大于1MΩ/cm，電子或分析行業(yè)用的去離

子水或二次蒸餾水皆可）送入電解槽陽極室，通電后水便立刻在陽極分解：2H₂O=4H++ 2O^2-，分解成的負氧離子（O^2-），隨即在陽極放出電子，形成氧氣（O₂），從陽極室排出，攜帶部份水進入水槽，水可循環(huán)使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)子以水合離子（H+?XH₂O）的形式，在電場力的作用下，通過SPE離子膜，到達陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后，純度便達到99.999%以上。二、堿液電解制氫工作原理是傳統(tǒng)隔膜堿液電解法。電解槽內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物為航天電解設(shè)備用**隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質(zhì)良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電后，水分子在電解槽的兩極立刻發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陽極產(chǎn)生氧氣，在陰極產(chǎn)生氫氣。反應(yīng)式如下：陽極：2OH- -2e → H₂O+1/2O₂↑ 陰極： 2H₂O +2e → 2OH- +H₂↑ 總反應(yīng)式：2H₂O → 2H₂↑ +O₂↑ 本儀器對壓控、過壓保護、流量顯示、流量追蹤等均實行自動控制；使輸出氫氣能在恒壓下，根據(jù)氣相色譜儀用氫氣量，實現(xiàn)全自動調(diào)節(jié)（在產(chǎn)氣量范圍內(nèi)）。

利用SPE技術(shù)電解純水（杜絕加堿）制高純氫的氫氣發(fā)生器系列產(chǎn)品是一類輕型、**、節(jié)能、環(huán)保的高科技專利產(chǎn)品。氧氣直接釋放到大氣中。

二、結(jié)構(gòu)特點

零極距，高活性SPE催化電極

傳質(zhì)、傳熱化學(xué)工藝性能**的復(fù)極多元電解槽結(jié)構(gòu)

電化學(xué)性、抗蝕性、耐鈍化性等**的復(fù)極多元電解槽選材

齊全、完善、可靠的電氣自動控制系統(tǒng)

三、功能特性

電解純水（杜絕加堿）制氫，無腐蝕、無污染、氫氣純度高

單元槽槽電壓低，氫氣純度高，干燥劑更換周期長

電解電流小，但產(chǎn)氣量足，升壓快（3～5分鐘）

氫氣穩(wěn)壓、穩(wěn)流輸出，并隨負載用氣量變化自動跟蹤

穩(wěn)壓精度高，缺水、過壓、防水沖等自動保護技術(shù)齊全、可靠

噪聲小（用戶使用時，風(fēng)扇基本不起動）

電解效率高，耗電功率小

四、安裝與使用

（一）、啟動前的準(zhǔn)備

1、將儀器從包裝箱內(nèi)取出，檢查有無因運輸不當(dāng)而損壞，核對儀器備件，合格證及保修卡是否齊全。

并準(zhǔn)備以下物品：300mg KOH和硅膠干燥粒若干公斤,玻璃攪拌棒1個，500ml 玻璃容器1個

2、加電解液

①、取出備件中氫氧化鉀全部倒入一容器內(nèi)，然后加入二次蒸餾水或去離子水500毫升作為母液，充分?jǐn)嚢璧入娊庖?*冷卻后待用。

②、打開儲液桶外蓋，取出內(nèi)蓋。（內(nèi)蓋是為運輸時防止漏液，使用時不得帶內(nèi)蓋運行）將內(nèi)蓋保存好，以便再次運輸時使用。

③、將冷卻后的電解液（母液）倒入儲液桶內(nèi)，然后再加入二次蒸餾水或去離子水，不要超過上限水位線，也不要低于下限水位線。擰上外蓋，10分鐘后即可使用。

（二）、儀器自檢：（勿與色譜儀聯(lián)機）

1、接通電源。

2、打開電源開關(guān)，此時儀器壓力表開始上升，檢查儀器面板上電解指示（綠燈）發(fā)亮，流量指示（指針表）應(yīng)指示在1000左右,在5分鐘內(nèi)壓力指示（壓力表）應(yīng)達到0.4MPa，指針指示降至“0”，說明儀器系統(tǒng)工作正常，自檢合格。

3、如在5分鐘后，流量指示還在“1000”，壓力指示在“0”，說明開關(guān)沒有旋緊有漏氣現(xiàn)象，請繼續(xù)旋緊開關(guān)，使儀器的壓力、流量達到合格標(biāo)準(zhǔn)。

4、儀器使用時應(yīng)注意流量指示是否與色譜儀用氣量一致，如流量指示超出色譜儀實際用量較大時，應(yīng)停機檢漏，其方法參照儀器的故障原因與排除方法進行調(diào)整，再用自檢方法檢查合格后方可使用。

5、定期檢查過濾器中的硅膠是否變色，如變色請馬上更換或再生。其方法為，擰下過濾器，再擰開過濾器上蓋，更換硅膠后擰緊過濾器上蓋，將過濾器裝到底座上擰緊。并檢查是否漏氣。

6、儀器使用一段時間后，電解液會逐漸減少，當(dāng)電解液位接近下限時應(yīng)及時補水，此時只需加入二次蒸餾水即可，加液或加水時液位不要超過上限，也不能低于下限。

7、當(dāng)儀器使用半年后，請更換電解液。（氫氣發(fā)生器使用氫氧化鉀溶液的濃度為10%左右。）

8、儀器切勿在壓力為“0”時空載運行。空載運行時會將電解池和開關(guān)電源部件燒壞。造成整個儀器損壞。

QL-300型電解純水氫氣發(fā)生器（SPE電解純水制氫氣）的主要技術(shù)參數(shù)：

產(chǎn)氣純度（%）＞99.999

輸出流量（mi/min） 0～310

輸出壓力（MPa） 0.02～0.4

工作電源 220V±15%；50Hz-60Hz *大功率 150W

外形尺寸 500×270×420mm 水槽體積 3.2L 反應(yīng)用水量（g/h） 14.46

水質(zhì)要求水的電阻率≥1MΩ/cm

五、QL-300型電解純水氫氣發(fā)生器（SPE電解純水制氫氣）的主要特點

1. 電解純水（**無堿液）制氫氣，無腐蝕，無污染，氫氣純度高。

2. 單元槽槽電壓低，電解槽內(nèi)阻小不發(fā)熱，干燥劑更換周期長，氫氣純度高。

3. 氫氣穩(wěn)壓、穩(wěn)流輸出，并隨負載用氣量變化自動跟蹤，自動保護技術(shù)齊全，可靠。

4. 耗電功率小，電解效率高。

六、QL-300型氫氣發(fā)生器簡介

QL型氫氣發(fā)生器是采用SPE技術(shù)電解純水（杜絕加堿）產(chǎn)生高純氫氣的一類輕型、**、節(jié)能、環(huán)保類高科技專利產(chǎn)品。核心技術(shù)：該儀器的核心SPE電極是由復(fù)合催化劑與離子膜合為一體形成的高活性零極距催化電極，電解效率高；其他主要部件均由**高檔工程塑料模具成型；有完善的電氣控制系統(tǒng)。整機設(shè)計**，質(zhì)量可靠，自動化程度高，產(chǎn)氫純度高，輸出流量大，型號、規(guī)格齊全，應(yīng)用范圍廣。

工作原理

把滿足要求的電解水（電阻率大于1MΩ/cm，電子或分析行業(yè)用的去離子水或二次蒸餾水皆可）加入電解槽陽極室，通電后水便立刻在陽極分解：2H₂O=4H++ 2O^2-，分解成的負氧離子（O^-2），隨即在陽極放出電子，形成氧氣（O₂），從陽極室排出，攜帶部份水進入水槽，水可循環(huán)使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)子以水合離子（H+?XH₂O）的形式，在電場力的作用下，通過SPE離子膜，到達陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后，純度便達到99.999%以上。

功能特點

1. 可取代高壓氫氣瓶，使實驗室儀器化，保證安全。

2. 國際**“SPE”（固態(tài)電解技術(shù)）。

3. 無需加堿，直接電解純水，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)氣量足。

4. 美國原裝進口高分子離子膜。

5. 電解槽：采用航空鈦合金材料，加以銥鉭涂層。

6. 微電腦芯片控制電路，壓力波動小于0.3%。

7. 漏氣.過壓.過流.過熱.缺水.全自動報警保護系統(tǒng)。

8. 輸出流量數(shù)字顯示自動跟蹤系統(tǒng)。

9. 壽命長，可連續(xù)或間斷使用，產(chǎn)氣穩(wěn)定，不衰減。

主要參數(shù)

1、輸出流量：0-300ml/min；