四川瑞能硅材料有限公司
CDI车间
电解制氢工序操作规程
编制： 宋 涛
审核：
批准：
生效日期：2010年10 月
目录
第一节 生产的目的及工作原理
一、生产的目的 二、工作原理
（一）电解工作原理 ..................................... （二）纯化工作原理 .....................................
第二节 质量标准及技术参数
一、原料质量标准
（一）脱盐水质要求： ................................... （二）氢氧化钾 ......................................... （三）冷却水 ........................................... （四）电源 ............................................. （五）氮气 ............................................. （六）仪表气源 .........................................
二、工艺及设备技术参数 （一）电解槽工艺技术参数 ............................... （二）纯化装置工艺技术参数 ............................. 三、产品质量标准 第三节 工艺流程简介
一、制氢装置工艺流程简介 （一）碱液循环系统 ..................................... （二）氢气系统 ......................................... （三）氧气系统 ......................................... （四）原料水补充系统 ................................... （五）冷却水系统 ....................................... （六）充氮和氮气吹扫系统 ...............................
（七）排污系统 （八）整流系统 （九）控制系统 二、纯化系统工艺流程简介 （一）工艺流程简图 ..................................... （二）工艺流程解释 .....................................
第四节 电解液配置岗位操作法 一、制氢系统的操作 （一）开车前的准备 （二）、电解液的配制
（三）稀碱运行（1#电解槽为例，其它电解槽运行同1#电解槽） （四）浓碱运行（以1#电解槽为例，其他电解槽运行同1#） （五）自控部分的调试 （六）装置正常运行工作 （七）停车操作 （八）应急停车操作
（九）常见故障及排除方法
。
三、纯化系统的操作 （一）开车前的检查与准备
（二）气密性试验（包括氢气储罐及缓冲罐） （三）、开车操作步骤 （四）装置正常运行工作 （五）、停车操作
（六）生产中常见事故及处理
第五节 事故应急处置程序与处置措施
一、触电急救
（一）发现触电后，应迅速使触电者脱离电源。 .............
（二）迅速对触电者的伤害情况作出简单诊断，一般可按下述情况处理： （三）口对口人工呼吸急救 ............................... （四）胸外心脏挤压法进行急救 ........................... （五）急救用药应注意以下几点： .........................
二、制氢系统电解液喷溅现场处置方案 三、碱液烧伤现场处置方案 四、水电解制氢设备发生燃爆事故现场处置方案
（一）事故危险性评估 ................................... （二）控制及消除事故源 ................................. （三）救治伤员、疏散非相关人员、减少财产损失 ........... （四）保产措施 ......................................... （五）事故后处理 .......................................
五、氢气储罐发生爆炸事故现场处置方案
（一）事故危险性评估 ................................... （二）控制及消除事故源 ................................. （三）救治伤员、疏散非相关人员、减少财产损失 ........... （四）保产措施 ......................................... （五）事故后处理 .......................................
六、室外氢气管道发生燃爆事故现场处置方案
（一）事故危险性评估 ................................... （二）控制及消除事故源 ................................. （三）救治伤员、疏散非相关人员、减少财产损失 ........... （四）保产措施 ......................................... （五）事故后处理 .......................................
第六节.制氢纯化操作现场安全注意事项 一.制氢安全注意事项 二.纯化安全注意事项
第七节 质量记录
一、《纯化装置记录表》见附表1 二、《中压水电解制氢系统运行记录表》见附表2 三、《中压水电解制氢小室槽压测量记录表》见附表3
第八节.主要部分及辅助设备部分设备清单表 见附表5
本规程适用于四川瑞能硅材料有限责任公司年产3000吨多晶硅项目水电解制氢装置的操作及维修.
第一节 生产目的及工作原理
一、生产的目的
制取纯度为％的氢气，保证三氯氢硅车间HCL合成工序及还原氢化CDI车间 的用气量. 二、工作原理
（一）制氢工作原理
所谓电解就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。而在一些电解质水溶液中通入直流电时，分解出的物质与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水，原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。
在电解水时，由于纯水的电离很小，导电能力低，属于典型的弱电解质，所以需要加入前述电解质，以增加溶液的导电能力，使水能够顺利地电解成为氢气和氧气。
氢氧化钾等电解质不会被电解，现以氢氧化钾为例说明： （1）氢氧化钾是强电解质，溶于水后即发生如下电离过程： KOH —— K+ + OH－ 于是水溶液中就产生了大量的K+和OH－
（2）金属离子在水溶液中的活泼性不同，可按活泼性大小顺序排列如下： K＞Na＞Mg＞Al＞Mn＞Zn＞Fe＞Ni＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Au 在上面的排列中，前面的金属比后面的活泼。
（3）在金属活泼性顺序中，越活泼的金属越容易失去电子，否则反之。从电化学理论上看，容易得到电子的金属离子的电极电位高，而排在活泼性大小顺序前的金属离子，由于其电极电位低而难以得到电子变成原子。氢离子的电极电位为，而钾离子的电极电位为，所以，在水溶液中同时存在氢离子和钾离子时，氢离子将在阴极上首先得到电子而变成氢气，而钾离子则仍留在溶液中。
（4）水是一种弱电解质，难以电离，而当水中溶有氢氧化钾时，在电离的钾离子周围则围绕着极性的水分子而成为水合钾离子，而且因钾离子的作用使水分子有了极性方向。在直流电作用下，钾离子带有极性方向的水合分子一同迁向阴极，这时氢离子首先得到电
子而成为氢气。因此在以氢氧化钾为电解质的电解过程中，实际上是水被电解，产生氢气和氧气，而氢氧化钾只起运载电荷的作用。
（5）在水电解制氢的生产中，采用KOH水溶液作为电解液，在直流电场的作用下，水分子在电解槽中发生电化学反应，最终生成氢气和氧气。其电极反应为:
阴极: 2H2O+2e H2+2OH－ 阳极: 2OH－－2e H2O+1/2O2 总反应: H2O H2+1/2O2
在电解水制氢的过程中每产生1标准立方米的氢气需要消耗1公斤纯水，为了补充电解过程中消耗的纯水，正常情况下，根据氢、氧分离器液位的高低，补水泵自动补入纯水。
（二）纯化工作原理
含有微量氧气的氢气经氢气缓冲罐进入纯化装置的气水分离器分离，去除游离子水后进入脱氧器，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。其化学反应为：
2H2+O2＝H2O+Q
脱除杂质氧后的氢气，经氢气冷却冷凝器（使用7℃冷冻水），自动去掉游离的冷却冷凝水，然后进入干燥器，经分子筛（13x型）吸附去湿，通过压力调节阀调定纯化工作压力和通过高效过滤器除尘，获得纯氢产品。
第二节 质量标准及技术参数
一、原料质量标准 （一）脱盐水质要求：
电阻率 ≥×10欧姆.厘米 PH 值 ~ 铁离子含量 <1 mg/L 氯离子含量 <2 mg/L 干燥残渣含量 <1 mg/L （二）氢氧化钾
要求采用分析纯或优级纯,其杂质含量应是：
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电解制氢工序操作规程2
