Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Раздел 6 Производство водорода
Технология производства водорода электролизом воды имеет ряд преимуществ перед другими методами его получения: позволяет получать продукт с высокой чистотой; дешевое сырье - вода; отсутствие вредных отходов; простота и непрерывность технологического процесса, возможность автоматизации; продолжительный срок эксплуатации электролизеров.
Водород выпускают марки А и марки Б. Водород марки А используется в электронной, фармацевтической, химической промышленностях, в порошковой металлургии: для осаждения тугоплавких соединений из окислов металлов; при спекании изделий из порошковых материалов, содержащих хром и нержавеющие стали. Водород марки Б используется в электронной, химической, цветной металлургии, фармацевтической промышленности, промышленности средств связи и в энергетике.
6.1 Описание технологического процесса производства водорода из воды
Технология производства водорода электролизом воды основана на процессе разложения воды при воздействии постоянного электрического тока и включает стадии: приготовления питательной воды; приготовления электролита; получения водорода электролизом; очистки и осушки водорода. На рисунке 6.1 представлена блоксхема производства водорода методом электролиза воды.
Рисунок 6.1 - Схема производства водорода электролизом воды
Паровой конденсат поступает на узел приготовления питательной воды. Питательная (дистиллированная) вода получается за счет переиспарения и конденсации парового конденсата или конденсации водяного пара и представляет собой дистиллированную воду. В качестве питательной воды помимо конденсата пара может быть использована глубоко очищенная и обессоленная речная вода. Питательная вода подается в электролизеры на узел получения водорода.
В качестве электролита в электролизерах используется 25-28 %-ный раствор щелочи, который готовится на узле приготовления электролита путем смешения дистиллированной или питательной воды с гидроокисью калия.
Процесс получения водорода в электролизерах основан на разложении воды под действием постоянного электрического тока на водород и кислород. При прохождении постоянного электрического тока с напряжением 380 В и силой тока до 8000 А через электролизер на электродах происходит разряд ионов водорода и гидроксила с последующим выделением: на катоде - газообразного водорода, на аноде - газообразного кислорода.
Кислород из электролизеров направляется в атмосферу, а водород подается для промежуточного хранения в газгольдер. Из газгольдера водород поступает на компримирование и далее на узел очистки и осушки. Очистка водорода от кислорода осуществляется в реакторе на стационарном алюмопалладиевом катализаторе, а осушка от влаги - в осушителях на цеолитах. Очищенный и осушенный электролитический водород направляется по трубопроводу потребителям.
Описание технологического процесса приведено в таблице 6.1, перечень основного оборудования - в таблице 6.2.
Таблица 6.1 - Описание технологического процесса производства водорода из воды
Входной поток |
Стадия технологического процесса |
Выходной поток |
Основное технологическое оборудование |
Природоохранное оборудование |
|
Основные, побочные и промежуточные продукты |
Эмиссии |
||||
1 |
2 |
3.1 |
3.2 |
4 |
5 |
Паровой конденсат (водяной пар) |
Переиспарение парового конденсата |
Питательная вода |
Вода котловая |
Аппарат переиспарения |
|
Калия гидроокись |
Растворение гидроокиси калия в воде |
Электролит |
|
Реактор с мешалкой |
|
Питательная вода; Электролит |
Электролиз воды |
Водород сырец |
Кислород в атмосферу |
Электролизер |
|
Водород сырец |
Очистка и осушка водорода |
Водород очищенный |
Вода после регенерации осушителей |
Аппараты гидрирования и осушки |
|
Таблица 6.2 - Перечень основного оборудования производства водорода из воды
Наименование оборудования |
Назначение оборудования |
Существенные характеристики технологического оборудования |
Аппарат переиспарения |
Переиспарение парового конденсата с получением воды для электролиза |
Выпарной аппарат трубчатый, вертикальный |
Электролизер |
Электролиз воды |
Напряжение - 360 В Сила тока - 7500-8000 А Производительность по водороду - 500 нм 3/ч, по кислороду - 250 нм 3/ч |
Контактный аппарат (реактор) |
Очистка водорода от кислорода |
Вертикальный цилиндрический аппарат, внутренний диаметр - 1200 мм Высота цил. части - 1524 мм |
6.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве водорода электролизом воды
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 6.3.
Таблица 6.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве водорода электролизом воды
Наименование ресурсов |
Единицы измерения |
Расход |
|
минимальный |
максимальный |
||
Конденсат паровой |
кг/тыс. нм 3 |
- |
866,94 |
Вода речная |
кг/тыс. нм 3 |
- |
2700 |
Калия гидроокись |
кг/тыс.нм 3 |
0,421 |
1,05 |
Калия бихромат |
кг/тыс. нм 3 |
- |
0,016 |
Цеолит NaА |
кг/тыс. нм 3 |
- |
0,341 |
Катализатор АП |
кг/тыс. нм 3 |
- |
0, |
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.