6、碱性电解水（ALK）技术制氢系统主要设备介绍。

1）电气系统：主要设备有整流柜、程控柜、电源柜、整流变压器等。

（1）整流柜：用于将交流电变为直流电的功率设备。整流柜采用同相逆并联三相桥式整流电路结构，水电解目前有两种形式，可控硅和IGBT。

（2）控制柜：PLC控制柜是指可编程控制柜，控制柜指成套的控制柜，可实现电机，开关的控制的电气柜。PLC控制柜具有过载、短路、缺相保护等保护功能，PLC控制柜一般包括五个部分：空气开关、PLC、电源、继电器、接线端子。

（3）配电柜：配电柜（箱）分动力配电柜（箱）和照明配电柜（箱）、计量柜（箱），是配电系统的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。

（4）整流变压器：整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入交流，而副方通过整流元件后输出直流。变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。变压器主要有两种：油式变压器：一种结构更合理、性能更优良的新型高性能变压器。干式变压器：铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。

2）电解槽：主要配置有端压板、极板、中极板及辅助部件，通过直流电作用使纯水电解氢、氧气体。电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计，合理选择电极和隔膜材料，是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。

3）气液分离系统（制氢框架）主要设备包含有：氢氧分离器、氢氧冷却器、氢氧捕滴器、氢氧气水分离器、碱液冷却器、碱液循环泵、碱液流量计及碱液过滤器等等部件组成。氢氧分离器是水电解制氢设备的主要部件， 碱液进入电解槽内在直流电的作用下分解，在电解小室的阴、阳极板上面分别产生氢气、氧气。从电解小室出来的氢气、氧气分别随碱液一起通过极框上各自的汇流通道从电解槽二端流出，再分别经外部管道会合成一路，进入碱液冷却器，氢、氧分离器中上部(或分离器液面下)，在重力作用下，氢(氧)气与碱液发生沉降分离，分离出的氢(氧)气在分离器上部得到冷却，然后经分离器顶部氢氧综合塔除去液滴。氧气进入气水分离器进一步分离出液滴，经氧侧压力调节阀后放空。同样氢气进入气水分离器分离出液滴，经氢侧气动调节阀进入纯化框架或放空。

4）加水配碱系统：水箱、碱箱、补水泵、配碱泵，保障设备运行中纯水及碱液的补充。

（1）加水配碱系统水箱中的原料水通过补水泵注入氢分离器内，根据装置的大小计算出系统消耗的原料水量，与碱液一起进入碱液循环系统，从而达到了补充水的目的。补水 泵的工作是间隙性的，它的启停受氢氧分离器内碱液液面的控制。

（2）水电解过程中，碱液起到了增加电导的作用，理论上是不消耗的。实际上，随着氢氧气带出的水分，总含有微量的碱液。设备在长时间运行后，碱液的浓度要下降，导致电 耗上升，设备无法在额定状态下运行。这时应补充碱液。碱液的比重1.28(30%KOH溶液)，当下降至1.22时，须补碱，一般情况下15天测试一下比重，以确定是否补充碱。在正常运行时，补充碱液是靠补水泵注入。只要把水箱的补水出口阀切换到碱液箱的补碱出口阀，同时框架内的补水阀切换到补碱阀，在补水泵启动时，碱液就被注入框架的碱液管道(碱液循环泵进口)。

5）仪表气系统：空压机，气动阀门开关执行气。仪表气是控制整体系统气动阀门和薄膜阀开关，是有PLC控制柜传出信号给电磁阀去执行开关启停。

6）纯化系统：脱氧器、冷凝器、干燥器、冷却器、汽水分离器，气体提纯、再生及气体降温。

（1）氢气纯化是用于去除氢气中的氧杂质及水分等等。采用催化法去除氧杂质,采用降温法和吸附法去除氢气中的水分。

（2）纯化装置中有脱氧器、干燥器、冷凝器和冷却器，各类容器的设计、制造、检验、验收均符合《压力容器安全技术监察规程》和 GB150、GB151的规定。

（3）氢气纯化过程的温度控制等,宜采用自动控制装置控制。

7）冷却水系统：冷却塔、冷却泵、冷冻机保障设备碱液及气体温度正常运行。

冷却水共分两路，一路经过气动薄膜调节阀分别进入氢(氧)碱液冷却器冷却循环碱液，从而达到控制系统工作温度的目的。另一路分别进入氢(氧)综合塔冷却氢气(氧气)。主要有冷水塔、循环泵或冷冻机。

8）纯水系统：过滤渗透、泵、仪表，保证碱液的稳定、连续供给。纯水设备它采用的是主要是反渗透膜技术。它的工作原理是对水施加一定的压力，使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)、有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开。

9）氮气系统：氮气瓶及组、高压管、阀门及压力表，设备气密检测及开机前的置换。本装置设有充氮口管道，通过设在氢氧分离器上，可以向系统中充氮，进行吹扫和首次开机时的气密试验。首次开机和检修后系统开机前必须进行吹扫和气密试验贮氢罐首次使用或检修后使用前必须用氮气进行吹扫和气密试验。

10）辅助材料管材、管件、阀门及易耗品设备连接安装通道及稳定性能。辅助物料主要是设备连接所需物品，如：阀门、仪器仪表、管材、管件、线缆、管卡、固定螺丝、润滑油、易耗及劳保用品等。