李保法 中国石化集团南京工程公司 南京 211100

电解水制氢系统安全设计

李保法*中国石化集团南京工程公司 南京 211100

针对氢气制备及纯化，根据氢气的理化和火灾危险特性，分析电解水制氢系统中的潜在危险因素，提出安全设计思路。

氢气电解水制氢危险因素安全设计

氢气是未来最为理想的能源载体之一，具有高效、清洁无污染、可再生循环等诸多优点。然而，氢气的理化特性决定了其易燃易爆的高度危险性，在氢气的生产、使用和储存等系统的设计中要认真进行危险因素分析，发现事故隐患，应立即并给出合理、有效的对策与措施。

1 电解水制氢系统工艺

工业生产中常用的氢气制备方法有电解水制氢法、矿物燃料转化制氢法以及石油化工生产过程中副产氢气等。电解水制氢法具有工艺简单、操作方便、生产过程不会产生CO2等温室气体，且产品纯度高(一般可达99%～99.99%)等优点，是目前重要的制氢方法之一，被视为未来“氢经济时代”的主要生产方式。

1.1 工艺流程

电解水制氢及纯化的工艺流程见图1。

图1 电解水制氢系统流程框图

30%KOH水溶液(即电解液)在电解槽中阴极小室产生氢气，反应式为:

阳极小室产生氧气(本文不作详细讨论)，反应式为:

含有碱液的氢气进氢分离器，在重力作用下进行气液分离，冷却后再由氢气捕滴器将其中的游离水除去，经氢气缓冲罐进脱氧器，将微量的氧杂质在催化剂的作用下反应生成水，再由氢气冷却器将气体中的水蒸汽冷凝排出，然后进装有分子筛的吸附塔，利用分子筛对水、二氧化碳及其他杂质的吸附作用，达到净化氢气的目的。……