QX∕T 9-2002 GX-2型水电解制氢设备(气象).pdf

A 47 中华人民共和国气象行业标准QX/T 9-2002 GX-2型水电解制氢设备2002 -07 -10发布Model GX-2 device of hydrogen production by water electrolysis 中国气象局发布2002 -12 -01实施QX/T 9-2002 目次前言. . . . . . . . . . . . . .I 1 范围. ., . 2 引用标准3 术语和定义. . 4 要求. . . . . 5 试验方法.,. . . . . .1. . . . . . . 3 6 检验规则. . . . . . . . . . ., . . . . . . . . . . 3 7 标志、包装、运输与贮存附录A(资料性附录)电解液的要求及配制方法QX/T 9-2002 前言GX-2型水电解制氢设备是利用电解水的方法制取氢气的设备，广泛用于气象行业制氢充灌探空气球，也可做为压缩氢气源的生产设备，具有安全可靠、节能、环保等优点。本标准由中国气象局监测网络司提出;本标准由中国气象局监测网络司归口;本标准由广西壮族自治区气象技术装备中心负责起草;本标准主要起草人:王永林、韦信高、黄伟成、黎桂发、刘希林。QX/T 9-2002 GX-2型水电解制氢设备1 范围本标准规定了在气象行业使用的GX-2型水电解制氢设备的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。2 引用标准GB/T 3634-1995 工业氢GB 4962-1985 氢气使用安全技术规程GB 209-1993 工业用氢氧化铺GB/T 7134-1996 浇铸型工业有机玻璃板材、棒材和管材3 术语和定义本标准采用下列定义:3.1 氢氧压力平衡水封功能装置。此装置既能自动调节氢气、氧气出口压力，使之保持平衡，又能封住贮气罐的氢气回流，也能洗掉从分离器来的氢气、氧气的碱雾。3.2 极性压墟式电解槽电解水制氢、氧的主要设备。由四根螺栓拉紧的两块端板，中间有若干个政极性电极和石棉隔膜依序交替串联组成的电解槽，槽体的一端接整流电掠正极，另一端接负极。4 要求4.1 设备主要部件GX-2型水电解制氢设备由电解槽、气液分离器、碱液冷却箱、氢氧压力平衡水封、水槽式贮气罐、整流电摞、电接点压力温度计以及供水装置等组成。4.2 基本要求4.2.1 氢气产量:注2.0 m3/h(标准状态L4.2.2 氧气产量z注1.0 m3/h(标准状态)。4.2.3 氢气纯度:99.5% (体积比)。4.2.4 氧气纯度:98.5% (体积比)。4.2.5额定功率z注17.5kW。4.2.6 制氢单位电耗z豆豆5.5kW h/m3o 4.2.7 电流密度:1600A/m2。4.2.8 工作状态:连续工作。4.2.9 工作环境温度z制氢室:OOC+400C;贮气罐:一10C+40C 0 4.2.10 工作环境温度:90%。4.3 电解槽要求4.3.1 电解槽形式=双极性压滤式。4.3.2 电解槽小室数:50小室。4.3.3 小室电压:2.2V2.5V。1 QX;T 9-2002 4.3.4 工作压力:高于常压0.01MPao 4.3.5 工作温度:60C土5C。4.3.6 冷却方式:水冷(循环水)。4.3.7 电解液:25%氢氧化铀榕液。4.3.8 气液通道:电极板、隔膜框、密封肢圈组成的气被通道应畅通。4.3.9 绝缘电阻t每槽电极椒、端板与4根紧固螃、杆应相互绝缘，绝缘电阻应大于2MOo 4.3.10 电极板:应采用耐碱耐温不锈钢板，主极板与副极板的焊接应牢固。4.3.11 隔膜框:应采用耐碱耐温尼龙注压成型，表面平整无缺损。4.3.12 密封胶圈:应采用耐碱耐温橡胶注压成型，表面应平整，无缺损、皱纹、折裂、划伤等。4.3.13 端板z应采用厚度为16mm铜板，表面粗糙度应达Ra=3.2m，表面镀镇，镇层表面不应有皱纹、脱皮、起泡、明显的毛刺。4.3. 14 隔膜石棉布:表面应洁净、平整，不应有缺经、缺纬、跳线和线头明显外露等织造上的缺陷。4.3.15 规格尺寸:电极板、隔膜框、密封胶圈、端板、隔膜石棉布的规格尺寸应符合图纸要求。4.4 气液分离器有机玻璃板要求4.4.1 厚度:二三16mmo 4 4. 2 质量应符合GB;T7134一1996的无色类一等品以上。4.5 碾液冷却箱热交换面积t注1.5 m2。4.6 氢氧压力平衡水封的要求筒身长度应大于1.5m。4. 7 水槽式贮气罐要求4.7.1 贮气压力:高于常压5.5X 10-3 MPao 4.7.2 选型:应选用13.2m，容积30m3水槽式常压贮气罐。4.7.3 表面处理:除锈后应涂防锈攘层和银漆层。4.7.4 装配:四条导轨在水池内侧均等分布井垂直，固定牢靠;气罐的上、下边缘与导轨等距;滑轮轴心水平，两端边与导轨平行并等距。4.8 整流电源要求4.8.1 输入电压:三相交流380X(1士5%)V，频率50Hz。4.8.2 变压器额定容量:20kVA。4.8.3 整流形式:三相桥式整流。4.8.4 额定输出电压:110V125Vo4.8.5 额定输出电流:100A140 A。4.9 电接点压力温度计属外购件，应具有合格证书。4.10 管道要求4.10. 1 管道和附件应选用符合国家标准规格的产品，并应适合氢气工作压力、温度的要求，禁止使用铸铁管道。4.10.2 管道的连接一般应采用焊接或其他有效防止漏气的连接方式。4.10.3 管道敷设应符合GB4962-1985中3.4.5的要求。4. 11 水电解制氢设备运行安全要求水电解制氢设备运行安全符合GB4962-1985中4的规定。2 QX/T 9-2002 5 试验方法5.1 设备部件栓漏及压力试验5. 1. 1 测量仪表=压力表(MPa)精度1级。5.1.2 气被分离器、碱被冷却箱、氢氧压力平衡水封等的焊接密封性检查均采用0.3MPa压力的水栓或采用GB4962-1985中4.4的方法进行检查。5.1.3 在安装时，将电解槽、气液分离器、碱液冷却箱、氢氧压力平衡水封注满自来水静置24h，检查应无渗漏，加0.1MPa自来水压力进一步检查，确认无渗漏时，该系统即为正常。5.1.4 管道、阀门等连接点1世漏检查:采用GB4962-1985中的4.4的方法进行检查。5.1.5 水槽式贮气罐密封住检查z采用超声波探伤法进行焊接密封性检查o5.2 整流器检验a)检查整流器线路应与图纸一致，各零部件安装应牢固，无假焊、漏焊，接触良好Fb)整流器控制部分应经过通电12h试验，各控制部件应动作灵活，档位开关应转动自如，各部件不应有异常现象。5. 3 整机试验在安装完各部件并灌注电解液后，按照操作规程中制氢操作程序开机试验。整机试验主要检查如下项目是否达到要求:a)检查整流器各档位的电压、电流应符合要求，各部件不应有异常现象;b)通过气液分离器的透视窗观察，电解槽应不断有氢、氧气逸出，氢、氧气液分离器压力应平衡;c)检验氢气纯度应符合要求pd)当温度控制指针达到45C时，循环水泵应自动启动并运转正常ze)水槽式贮气罐升到限位开关时应能自动关机。5.4 氢气纯度植验氢气纯度(以体积分数表示)按式(1)计算:1/ = 100 -1/ 1 式中zV一一氢气纯度，%;吭一一氧气的体积分数.%。5.5 氧含量的测定氧含量的拥定可采用吸收法或数字测氧仪进行测定。6 检验规则( 1 ) 6. 1 每套水电解制氢设备中的气液分离器、碱液冷却箱、氢氧压力平衡水封、水槽式贮气罐、整流器以及极板、端板、隔膜框等都应经质量检查合格方可出厂。6.2 电解槽在安装时按本标准5.1.2的方法试验。6.3 每套水电解制氢设备安装完毕，都应按本标准5.3进行整机试验，待设备运行正常后进行指标酣试，测试合格后提供测试报告。7 标志、包装、运输与贮存7.1 标志每套设备按规定位置固定产品标牌。并标注下列内容za)制造单位名称;b)产品名称和型号;3 QX/T 9-2002 c)主要技术参数;d)制造编号及出厂日期o7.2 包装7.2.1 水电解制氢设备装箱时，对变压器、气液分离器、氢氧压力平衡水封、整流器等零、部件应采取防撞、防压措施，使其不致碰撞和损坏。对于变压器还应采取防水、防潮措施。7.2.2 外包装箱应牢固、可靠、防潮、防雨。7.2.3 随同水电解制氢设备应提供下列文件:a)使用说明书和GX叩2型水电解制氢设备操作规程;b)气象技术装备使用许可证;c)装箱清单pd)产品合格证书。7.3 运输与贮存7.3.1 水电解制氢设备的运输应符合铁路、公路、水路运输以及机械化装卸的规定。在运输中不应受到剧烈的振动和撞击以及损坏现象。7.3.2 产品应贮存在干燥、通风、无酸碱、防雨、防潮的场所。4 QX/T 9-2002 附录A(资料性酣录)电解液的要求及配制方法GX-2型水电解制氢设备所用的电解液的要求，主要是从降低电阻率、减少腐蚀强度、减少杂质、提高氢气纯度和安全生产的保障等方面综合考虑，选择较佳的配制雄度，一般采用氢氧化铺配制质量分数为20%25%的溶液作为电解液。其杂质不超过下列要求z硫酸盐100mg/L; 铁离子3mg/L; 氯离子800mg/L。为了配制符合要求的电解液，电解用水和氢氧化销应达到如下要求z(1)电解用水的水质要求:氯离子6.0mg/L 铁离子1.0 mg/L 干燥残渣含量7.0mg/L 电阻率二8X104o. cm 目前一般自来水经净化器的阴、阳离子净化后，水质完全能达到要求。(2)氢氧化铀的质量要求:采用GB209-1993，达到合格品即满足使用要求。电解液的配制方法zGX-2型水电解液配制被度(比重为1.201. 25(NaOH)，电解槽的容积为150Lo 1 第一次配制电解液的方法。可用去离子净化水100地，逐步加入NaOH35 kg直至全部搭解，静量2h冷却经过滤后，将此溶攘从补水箱灌入电解槽，这时电解掖达不到最低加水线，再加入去离子净化水直到加水线为止，经循环混合后，电解液即达到所需的配制浓度。2 在原有电解液中补充NaOH配制达标电解液的方法z先从电解槽中取出一定量(如1L)的电解液，(注意:从补水管中放出电解槽的电解液时，先要将原补水管中的去离子净化水放完再取电解液，否则所取的电解液不能代表电解槽中的电解液。然后用波美民比重计蹦出电解液的浓度(比重)，按式(Al)。计算需补充的NaOH的质量。M = (1.25 -A) X 150 ( A1 ) 式中zM一一需补充NaOH的质量，kg;A一一现有电解液在200C时的实测浓度(比重)。示例:现有电解液的浓度(比重)为1.17.需要补充多少NaOH能使槽内的电解液浓度(比重)达到要求?1)式(AD为省略了溶质榕解后溶液体积增量的近似计算式，目的是在实际操作中既避免烦多的换算和计算，又能使配制的电解液浓度(比重在1.20-1.250实际配制浓度(比重)为1.20-1.25的电解液，所用NaOH溶于水后，溶液体积的增量与溶剂量相比差1-2个量级。在测量电解液比重达1.20时，可暂不加NaOH。为溯到j较准确的电解液浓度(比重)，宜使用量程为1.10-1.20的波美氏比重汁。5 QX/T 9-2002 M = (1.25 -A) X 150 = (1.25 -1. 17) X 150 = 12 Ckg) 取12kg NaOH用槽内电解液溶解后，经过滤灌入电解槽，再加去离子净化水至加水线即可达到要求。6 NOON- 国uno中华人民共和国气象行业标准GX-2型水电解制氢设备QX/T 9-2002 * 中国标准出版社出版北京复兴门外三里洞北街16号邮政编码:100045 电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售* 开本880X 1230 1/16 印张3/4字数14千字2002年10月第一版2002年10月第一次印刷印数1-500晤定价10.00元网址书号155066 2-14733 版权专有侵权必究举报电话:[phone]QX/T 9-2002