科普氢。应用氢

碱性水电解制氢技术（中级）

 
备 注：内部资料，禁止市场流通及销售
《碱性水电解制氢技术》起稿于2005年，每五年气体设备团队对《碱性水电解制氢技术》进行一次修编，增加水电解制氢技术、工艺、材料、控制等内容，本书成为水电解制氢厂家和水电解制氢用户的工具书之一。本版增加碱性水电解制氢设计、生产、作业指导书、设备安装、设备调试，设备维修等理论、实践经验，结合培训基地（理论与实践），提高培训质量，增加光伏与风电波动能源供电的制氢案例，介绍绿氢、绿氨、绿甲醇等认证标准。
《碱性水电解制氢技术》根据技术发展，主要介绍中压水电解制氢，删除部分章节，如石棉隔膜、气动三针记录调节仪表、气动色带指示仪表、气动压力变送器、气动压差变送器等内容，增加PLC ,DCS控制系统、两线式仪表、安全栅、氢气报警控制仪等内容。
氢气是高效、清洁、低碳的二次能源，具有能量高、利用率高的优势，是一种具有替代传统化石能源潜能的能源。氢气的制取是氢能产业链的关键环节。未来的绿色能源发展中，氢能产业必将朝着电解水制氢这一绿氢方向寻求进一步的发展与突破，电解水制氢方式将拥有充足的成长与进步空间，是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的有效方法之一。目前，常温电解水制氢技术，主要包括碱性水溶液电解ALK、质子交换膜电解水（PEM）和碱性离子膜电解水（AEM）。
ALK技术和PEM水电解技术已实现商业化应用。综合考虑设备制造成本、投资费用、设备使用年限、设备操作运行维护费用等因素，碱性电解水制氢是技术成熟、全球商业应用广泛、大规模应用潜力的制氢方式。
备注：本教材配合同步APP课件学习（仅培训使用，不对外交流），同步APP提供图片、图表、视频、实物教学，实习基地观摩，通过实践提高学员技能。
使用群体：
水电解制氢行业设计、生产、现场安装、调试、用户，制氢站，氢能负责人、技术人员、管理人员、制氢设备厂家、储氢及运氢设备商、氢能区块链；氢能发展、氢能产业园区、储氢，氢能、燃料电池等、储氢材料等相关能源大学职业院校。
气体设备顾问团队，由老中青三代专业人员，来自生产厂家，大专院校、科研单位，一线员工，用户等群体。专业人干专业事的团队，由于水电解制氢系统是跨专业、跨行业的特种设备，编写的资料难免有错误之处，恳请广大读者交流、指导、反馈，我们及时更正。
          作 者: 气体设备团队
版 权：气体设备团队
版 次：2023第四次修订
          
气体设备13812683169
 2023年12月
目     录
第一篇、水电解制氢技术综述；
综述、水电解制氢基础知识            
第一课、氢气物理和化学性质及应用
第一节、氢气的物理性质
第二节、氢气的化学性质
第三节、氢气纯化方法
第四节、氢气的用途
第五节、氢研究简史
第二课：氢气来源和生产方法比较及氢气国家标准
第一节、氢气来源和生产方法比较
第二节、水电解制氢技术：
第三节、氨分解制氢技术：
第四节、天然气制氢技术    
第五节、甲醇裂解制氢技术
第六节、煤制氢设备　
第七节、氢国家标准
第三课、水电解制氢设备现状及发展趋势
第一节、水电解制氢设备主要生产国家及产能
第二节、水电解制氢设备主要技术指标
第三节、水电解制氢发展趋势
3.1、2023电解槽企业下线名单
3.2、2023电解槽企业名单
3.3、国内外碱性水电解制氢企业盘点
3.4、常压电解槽制氢技术
第四节、绿氢、绿氨、绿色甲醇
第五节、自适配电解工艺及系统
第四课、水电解制氢(氧)、使用氢气安全操作技术：
第二篇、水电解制氢系统计算及设计
第一课、水电解制氢主要设备设计核校技术先进成熟，运行稳定可靠，投资价格较低的技术先进成熟，运行稳定可靠，投资价格较低的
第一节、200电解槽的设计计算
1.1.1、直流电流I D设计计算
1.1.2、电解槽电解小室数n的计算
1.1.3、端压板强度（厚度），拉紧螺栓直径、数量、极板、中间极板、端极板厚度
1.1.4、拉紧螺栓长度的设计计算
第二节、1000立方电解槽设计计算
1.2.1、直流电流计算
1.2.2、电解小室计算
1.2.3、电解槽电压及功率
1.2.3、端压板强度（厚度），拉紧螺栓直径、数量、极板、中间极板、端极板厚度
1.2.4、端压板
1.2.5、拉紧螺栓长度的设计计算
第三节、制氢设备碱液循环泵设计选型
第四节、碱液分离器设计计算
第五节、碱液冷却器换热面积计算和换热器的设计：
第六节、氢气或氧气冷却器换热面积计算和选型：
第七节、纯水补充量计算：
第二课 中压水电解制氢设备制造工艺技术
第一节、总则
第二节、材料
第三节、中压水电解槽的制造及检验的要求
第四节、垫片压制
第五节、极板生产（平板，乳头板）
乳头主机板模具
1.1、乳头主机板模具介绍
1.2、乳头主机板模具设计
1.3、乳头主机板模具生产
1.4、乳头主机板系列模具（高度，密度）
1.5、制作左、右极板
第六节、制左右极板
第七节、制中间极板
第八节、制端极板
第九节、制端压板
第十节、电解槽的组装前准备
第十一节、电解槽的组装
第三课、 水电解氢气和氧气纯化工艺简述
第一节、水电解氢为什么要进行干燥纯化：
第二节、水电解氢气纯化三塔循环式：
第四课、 氢气纯化设备的设计计算
第一节、气水分离器
第二节、脱氧器
第三节、氢气冷却冷凝器的设计计算：
第四节、再生氢气冷却器设计计算：
第五节、干燥器设计计算：
第六节、管道阀门口径设计选择：
第七节、氢气纯化装置通常配置的附件：
第五课、 水电解制氢(氧)和氢气纯化设备参数的检测和控制点设计
第三篇、水电解制氢生产线及作业指导书
第一课，水电解制氢生产线规划
第一节、水电解制氢培训大纲
第二节、水电解制氢电解槽产线介绍
第二课，水电解制氢生产线装备
第一节、机加工车间    
第二节、电解槽总装车间
第三节、电解槽部件
第四节、制氢框架
第五节、氢气纯化装置
第三课，水电解制氢生产线及作业指导书
3.1、采购员作业指导书    
3.2、电解槽隔膜垫片作业指导书    
3.3、极框极板作业指导书    
3.4、极框与主极板焊接作业指导书    
3.5、电解槽总装作业指导书    
3.6、附属设备作业指导书    
3.7、框架安装作业指导书    
3.8、控制柜作业指导书    
3.9、整流柜作业指导书    
3.10、配电柜作业指导书    
3.11、气动仪表校验台作业指导书    
第四篇、碱性水电解制氢工艺
综述、碱性水电解制氢工艺
第一章、碱性水电解制氢流程
第一节、电解槽
第二节、直流电源
第三节、压力制氢设备控制方式
第二章、水电解制氢组件
第一节、制氢主要部件
第二节、水电解制氢简介
第三节、水电解制氢工艺

第四节、控制系统仪表主要分类：
第五节、水焊机历史和用途
第六节、水电解氢气纯化工艺简述
第三章、制氢逻辑关系
第一节、制氢设备参数设定
第二节、制氢设备逻辑条件
第三节、PLC系统
第四节、人机界面（HMI）及系统软件
第五节、控制方式 
第六节、仪表阀门
第五篇、水电解制氢设备运行
第一章、开车前准备
第一节、水电解制氢设备操作说明
第二节、水电解制氢装置系统详述
第三节、 制氢系统工作流程
第四节、制氢系统电解制氢过程
第五节、水电解制氢装置操作规程
第二章、开车操作
第一节、开车顺序
第二节、正常操作及维护
第三章、停车操作
第一节、停车操作
第二节、非正常情况下停车
第四章、工艺调整
第一节、纯水设备维护规程
第二节、空压机维护规程
第三节、整流柜维护规程
第四节、水电解制氢维护规程
第六篇、水电解制氢制氢设备的维护
第一章：设备的维护
第一节、电解槽
第二节、电解槽小室电压
第三节、安全防范措施 
第四节、电解槽的清洗规定
第五节、氢氧分离洗涤器
第六节、过滤器
第七节、气体冷却器
第八节、捕滴器
第九节、气水分离器
第十节、氢气阻火器
第十一节. 循环泵
第十二节、补水泵（柱塞泵）
第十三节、贮液罐
第十四节、阀门
第十五节、氢气纯化装置主要故障及排除方法 
第二章、运行中可能出现的问题及处理
第一节、控制柜主要元件
第二节、设备管理
第三节、安全管理
第四节、安全防范
第七篇、水电解制氢制氢设备的实物讲解与实践
第一章、水电解制氢制氢设备的实物讲解
第一节、水电解制氢流程
第二节、制氢系统介绍
第三节、制氢站布局
第四节、制氢设备三视图
第五节、水电解制氢纯化设备
第六节、水电解制氢设备安装
第二章、水电解制氢装置单机试车方案
第一节、电解槽、
第二节、开机前的准备
第三节、清洗容器及电解槽
第四节、气密试验
第五节、配置电解液
第六节、氮气吹扫
第七节、控制柜
第八节、开机前的准备
第九节、开机 
第十节、停机
第十一节、屏蔽泵（循环泵）
第十二节、补水泵
第十三节、整流柜（ZDQ-200/1.5）
第三课、联动试车
第四课、设备维护与注意事项
第五课、试车方案
第六课、制氢系统开车两案三措
第一节、应急预案
第二节、环保方案
第三节、技术措施,
第四节、组织措施
第五节、安全措施、
第八篇、制氢系统常用仪表阀门
描述：
第一课、压力
第二课、流量
第三课、温度
第四课、阀门
第五课、液位
第六课、变送器
第七课、减压器及电器转换器
第八课、阻火器
第九课、分析仪表
第九篇、风电水电解制氢装置生产规程
第一课、范围与管理职责    
第一节、范围
第二节、管理职责    
第二课、行业标准
第三课、管理内容与要求    
第一节、编制依据    
第二节、基本内容    
第三节、生产规模    
第四节、产品的物化性质及用途    
第五节、产品质量    
第四课：生产工艺原理和设备
第一节、生产工艺过程    
第二节、生产工艺基本原理和结构特点    
第三节、生产工艺过程概述    
第四节、制氢系统主要设备    
第五课、制氢操作规程
第一节、主要设备操作规程    
第二节、氢气纯化装置使用说明书    
第三节、氢压机操作规程    
第四节、氢气充（灌）装安全技术要求
第五节、循环水泵操作规程    
第六课、制氢设备开车运行
第一节、制氢装置开停车操作规程    
第二节、制氢设备工艺系统开机前准备    
第三节、 制氢设备控制系统开机前的准备    
第四节、制氢设备运行    
第五节、制氢设备一般操作步骤    
第六节、制氢设备应急操作和临时操作规程    
第七节、制氢设备应急操作    
第八节、临时操作    
第七课、制氢设备维护及故障排除
第一节、制氢设备维护与故障排除    
第二节、制氢设备维护    
第三节、制氢设备故障及排除    
第八课：制氢设备工艺流程及安全注意事项
第一节、工艺流程图    
第二节、工艺卡片    
第三节、 联锁逻辑图    
第四节、 安全注意事项    
第五节、生产火灾危险性等级及电气防爆等级    
第六节、生安全生产原则    
第七节、紧急停车的规定    
第八节、可能发生的事故及处理预案    
第九节、安全装置说明    
第九课、制氢设备生产管理    
第一节、生产管理制度    
第二节、 制氢操作岗位责任制    
第三节、 巡回检查制    
第四节、设备维护保养制    
第五节、质量责任制    
第六节、岗位交接班制    
第七节、安全生产制度