上海氫氣發(fā)生器制氫原理及電解膜材料分類

 

　　目前市場(chǎng)上的上海氫氣發(fā)生器一般都具有啟動(dòng)后延時(shí)排空的功能，即上海氫氣發(fā)生器在剛剛開機(jī)的10分鐘內(nèi)，由于氣體純度低及管路系統(tǒng)內(nèi)有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。上海氫氣發(fā)生器排空氣體的流量控制，大多數(shù)廠家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過(guò)程中，上海氫氣發(fā)生器可以控制輸出的氣體流量，但是排空結(jié)束，氫氣切換到色譜氣路中時(shí)，由于輸出的氫氣要很快在連接的管路內(nèi)建立壓力，所以會(huì)使上海氫氣發(fā)生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時(shí)間內(nèi)來(lái)不急分離空氣，從而使大量的沒(méi)有分離過(guò)的空氣直接進(jìn)入色譜系統(tǒng)，上海氫氣發(fā)生器造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。

          一些上海氫氣發(fā)生器廠家在排空口前增加針型閥來(lái)限流，這種方法會(huì)出現(xiàn)另外的問(wèn)題，當(dāng)氫氣系統(tǒng)從排空切換到正常供氣狀態(tài)時(shí)，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩(wěn)定后，上海氫氣發(fā)生器針型閥的輸出流量會(huì)慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調(diào)節(jié)針型閥通徑，這樣會(huì)使穩(wěn)定的高純度氫氣系統(tǒng)再次被污染。上海氫氣發(fā)生器要想的到高純度而又穩(wěn)定的氫氣除克服上述問(wèn)題，還須克服電解分離池的堵塞和返液現(xiàn)象。我公司生產(chǎn)的高純上海氫氣發(fā)生器*解決了上述問(wèn)題。

 

　　一、上海氫氣發(fā)生器從制氫原理上來(lái)分有中空纖維膜分離法、變壓吸附法、電化學(xué)分離法三種。

 

　　1）中空纖維膜分離法：氫氣純度99.999%，上海氫氣發(fā)生器流量范圍為0-10升/min,市場(chǎng)價(jià)格大約在10-15萬(wàn)人民幣。

 

　　2）變壓吸附法：氫氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min,上海氫氣發(fā)生器市場(chǎng)價(jià)格大約在10萬(wàn)人民幣左右。

 

　　3）電化學(xué)分離法：氫氣流量在0.3-0.5L/min, 氧含量可以控制在幾個(gè)ppm，上海氫氣發(fā)生器氣體露點(diǎn)根據(jù)吸附劑效能可以達(dá)到-55℃。價(jià)格為1萬(wàn)左右。目前國(guó)內(nèi)配套廣東氣相色譜儀的上海氫氣發(fā)生器主要是該類型的。

 

　　電化學(xué)分離法的氫氣來(lái)自于在電解分離池, 上海氫氣發(fā)生器空氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)過(guò)電解分離池后, 在電解液和貴金屬及電場(chǎng)作用下被分離。電解分離池內(nèi)電解液主要為KOH或NaOH與蒸餾水配制而成, 一些上海氫氣發(fā)生器為了節(jié)省制造成本，選用低價(jià)格的不銹鋼（貴金屬的含量極低），因而上海氫氣發(fā)生器使電解分離池在強(qiáng)堿液及電場(chǎng)的作用下極易損壞，降低了氫氣的純度，影響到儀器的正常使用。電化學(xué)分離法制造氫氣還要求整個(gè)氣液系統(tǒng)有完善的自動(dòng)控制功能，上海氫氣發(fā)生器否則在突然斷電停機(jī)時(shí)，電解分離池內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)的作用，上海氫氣發(fā)生器空氣不能被分離，輸出將的是大量的空氣，如果不能及時(shí)的關(guān)閉氫氣輸出，大量的空氣直接進(jìn)入色譜柱將造成色譜柱提前損壞。所以在氫氣輸出氣路中增加斷電保護(hù)切換閥是必須的。

 

　　我公司現(xiàn)在推出的GN-300/500上海氫氣發(fā)生器采用了大容量的儲(chǔ)液桶（8L），上海氫氣發(fā)生器有效的降低了工作時(shí)電解分離池的工作溫度，減小了輸出氣體的濕度，延長(zhǎng)了電解分離池的壽命，同時(shí)也減少了用戶的日常維護(hù)工作量，也更好的解決了上海氫氣發(fā)生器的電解分離池堵塞和電解液返液等問(wèn)題。

 

　　二、目前市場(chǎng)上為氣相色譜配套的上海氫氣發(fā)生器按電解膜材料分主要有堿石棉膜、離子膜、鈀金屬膜三種。

 

　　堿石棉膜價(jià)格低廉、使用方便、便于維護(hù)；離子膜價(jià)格稍高、且目前國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)不太成熟、同時(shí)離子膜對(duì)電解水質(zhì)要求較高，上海氫氣發(fā)生器水的電導(dǎo)率不高時(shí)會(huì)產(chǎn)生離子膜“中毒”現(xiàn)象，更換離子膜的費(fèi).

 

　　用也比較高。鈀金屬膜制氫價(jià)格高、以300ML/min的輸出量計(jì)算，上海氫氣發(fā)生器價(jià)格大約在4萬(wàn)元左右。若使用不當(dāng)、會(huì)使鈀金屬表面氧化，造成電解率下降，影響正常的使用。

 

　　我公司現(xiàn)產(chǎn)的上海氫氣發(fā)生器電解膜采用堿石棉膜，同時(shí)在氣路輸出系統(tǒng)具有氣液分離防返流裝置，上海氫氣發(fā)生器有效的避免電解液進(jìn)入輸出氣路造成管路污染的問(wèn)題。我公司的GH-400、GH-600、GH-800、GH-1000等型號(hào)的上海氫氣發(fā)生器同時(shí)采用大容量的電解液儲(chǔ)液桶及夾板式電解池，上海氫氣發(fā)生器該儲(chǔ)液桶有效儲(chǔ)液量是目前市面上其他廠家的10倍左右，有效的降低了電解分離池工作時(shí)的溫度，減小了輸出氫氣的濕度，延長(zhǎng)電解分離池的壽命。上海氫氣發(fā)生器減少了用戶使用過(guò)程中的維護(hù)量。

 

　　下面談?wù)勆虾錃獍l(fā)生器上的干燥過(guò)濾器，無(wú)論是分體的發(fā)生器還是組合的發(fā)生器，都需要對(duì)輸出的氣體進(jìn)行干燥凈化，即除濕除烴（或者除油）等。上海氫氣發(fā)生器現(xiàn)有的除濕除烴方法基本都采用吸附劑吸附法，吸附劑大體都采用變色硅膠、分子篩和活性炭。由于使用變色硅膠除濕，上海氫氣發(fā)生器需要定期觀察硅膠的變色程度，采用透明的有機(jī)玻璃材料或者工程塑料成為，上海氫氣發(fā)生器不銹鋼管由于不能隨時(shí)觀察硅膠的顏色不太適用。

 

　　三、上海氫氣發(fā)生器過(guò)濾管的安裝樣式

 

　　1）吊裝式：凈化管的進(jìn)氣口和出氣口都在儀器上部，出管口向下，上海氫氣發(fā)生器從電解分離池或者壓縮機(jī)過(guò)來(lái)的氣體首先從固定蓋中間內(nèi)突起的進(jìn)氣口向下通過(guò)內(nèi)襯芯管進(jìn)入干燥劑底部，上海氫氣發(fā)生器然后經(jīng)過(guò)吸附劑的過(guò)濾后再?gòu)南蛏戏祷氐焦潭ㄉw周邊的出氣口，從而保證氣體經(jīng)過(guò)有效的過(guò)濾后再輸出。

 

　　2） 立裝式：上海氫氣發(fā)生器凈化管的進(jìn)氣口和出氣口都在儀器底部,開口向上。此方法有兩種:a凈化管內(nèi)加襯管,吸附劑裝入襯管內(nèi),上海氫氣發(fā)生器氣體先經(jīng)吸附劑吸附后再經(jīng)凈化管與襯管中間的縫隙到凈化管底部輸出, 此,方法由于受結(jié)構(gòu)及加工工藝的影響,上海氫氣發(fā)生器襯管不易從凈化管內(nèi)取出,甚者氣體受吸附劑阻力的影響而不流經(jīng)吸附劑，造成未過(guò)濾的氣體直接輸出，上海氫氣發(fā)生器影響色譜的正常使用;b凈化管內(nèi)加導(dǎo)管吸附劑裝入凈化管內(nèi),氣體先經(jīng)吸附劑吸附后再經(jīng)導(dǎo)管輸出,此方法多為不銹鋼管采用,上海氫氣發(fā)生器但不銹鋼管為不透明不便于用戶直接觀察吸附劑的變化;不方便使用。

 

　　由于受工作原理的限制，上海氫氣發(fā)生器和上海氫氣發(fā)生器電解分離池出來(lái)的氣體濕度都比較大，當(dāng)氣體經(jīng)電解分離池后或多或少都會(huì)有水汽凝結(jié)成水珠、上海氫氣發(fā)生器采用立裝式固定凈化管，液滴由于重力的作用，會(huì)在更換過(guò)濾器時(shí)滴入出氣口，進(jìn)入色譜儀的管道，造成管路系統(tǒng)的污染。上海氫氣發(fā)生器吊裝式避免了以上的問(wèn)題。我單位現(xiàn)有的凈化管*采用吊裝方式。

 

　　有些上海氫氣發(fā)生器廠家為了降低電解分離池輸出氣體的濕度，在電解池和凈化管之間加裝了汽水分離器，由于上海氫氣發(fā)生器分離器內(nèi)的過(guò)濾材料多為燒結(jié)的粉末金屬材料，電解分離池輸出的未干燥氣體為堿性氣體，上海氫氣發(fā)生器堿性氣體會(huì)腐蝕分離器內(nèi)粉末金屬材料甚至造成堵塞，影響發(fā)生器的正常使用，情況上海氫氣發(fā)生器可能會(huì)由于堵塞造成壓力過(guò)高引起爆炸，希望用戶使用時(shí)一定注意。