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 11. Производство водорода электролизом воды
11.1 Общая информация
Технология производства водорода электролизом воды имеет ряд преимуществ перед другими методами получения водорода: позволяет получать продукт с высокой чистотой [87]; дешевое сырье - вода; отсутствие вредных отходов; простота и непрерывность технологического процесса, возможность автоматизации; продолжительный срок эксплуатации электролизеров.
Таблица 11.1 - Технические характеристики водорода по [87]
Наименование показателя |
Норма для марки |
|
А |
Б |
|
1. Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее |
99,99 |
99,95 |
2. Суммарная объемная доля кислорода и азота, %, не более |
0,01 |
0,05 |
3. Массовая концентрация водяных паров при 20 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), г/м3, не более: |
|
|
а) в трубопроводах |
0,5 |
0,5 |
б) в баллонах под давлением |
0,2 |
0,2 |
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 промышленностях, промышленности средств связи и в энергетике.
11.2 Описание технологического процесса производства водорода из воды
Технология производства водород 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 11.1 представлена блок-схема производства водорода методом электролиза воды.
Рисунок 11.1 - 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. Питательная вода подается в электролизеры на узел получения водорода.
В качестве электролита в электролизерах используется 25-28 % раствор щелочи, который готовится на узле приготовления электролита путем смешения дистиллированной 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 11.2, перечень основного оборудования - в таблице 11.3.
Таблица 11.2 - Описание технологического процесса производства водорода из воды
Входной поток |
Подпроцесс |
Выходной поток |
Основное технологическое оборудование |
Эмиссии |
Паровой конденсат (водяной пар) |
Переиспарение парового конденсата |
Питательная вода |
Аппарат переиспарения |
Вода котловая |
Калия гидроокись |
Растворение гидроокиси калия в воде |
Электролит |
Реактор с мешалкой |
нет |
Питательная вода; Электролит |
Электролиз воды |
Водород сырец |
Электролизер |
Кислород в атмосферу |
Водород сырец |
Очистка и осушка водорода |
Водород очищенный |
Аппараты гидрирования и осушки |
Вода после регенерации осушителей, Шум 92 дБА |
Таблица 11.3 - 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 нм3/ч, по кислороду 250 нм3/ч |
Контактный аппарат (реактор) |
Очистка водорода от кислорода |
вертикальный цилиндрический аппарат, внутренний диаметр - 120 |
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.