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氢气系统设备工艺初步总结 氢气在我公司生产中的作用 在非晶硅太阳电池的制造中，氢气起着至关重要的作用，氢气作为沉积输入气体直接参与了等离子体增强沉积成膜的过程，正是H对悬键的亲和才使非晶硅太阳电池真正实现了商业化，可以说氢气直接决定着非晶硅电池生产的成败。 氢气系统的产量质量设计参数 非晶硅生产所需要的氢气供应，分为瓶供和自制，考虑到我公司的产能要求和成本因素，我们选择了自制。下表是制氢系统的产量质量设计参数。 序号 项目 单位 指标 1 氢气产量 NM3/H 12 2 氢气纯度 % 99.999 含O2 PPM ≤0.5 含H2O PPM ≤3 含N2 PPM ≤3 含CO PPM ≤0.5 含CO2 PPM ≤0.5 CH4/THC PPM ≤1 3 输出压力 MPa 装置出口3.2，界面出口减压至0.8。 制氢系统的工艺流程 制氢采用的原材料是一级RO纯水和碱液，纯水送入原料水箱，经补水泵输入碱液系统，补充被电解消耗的水。电解槽中的水，在直流电的作用下被分解成H2与O2，并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液分离、洗涤、冷却。分离后的电解液与补充的纯水混合后，经碱液冷却器、碱液循环泵、过滤器送回电解槽循环电解。调节碱液冷却器冷却水流量，控制回流碱液的温度，来控制电解槽的工作温度，使系统安全运行。分离后的氢气由调节阀控制输出，送入氢气储罐经氢气纯化装置纯化后，再经缓冲减压后阴　极：2H2O＋2e　H2↑＋2OH 　　阳　极：2OH—2e　　　H2O＋1／2O2↑ 　　总反应式：2H2O　　　　 2H2↑＋O2↑制氢系统的设备组成 制氢系统由氢气制备级纯化系统、储气系统、减压系统组成。 氢气制备及纯化系统 氢气制备及纯化系统主要由水电解制氢、纯化部分、供配电及控制部分和加水配碱部分构成。 1.1水电解制氢部分、纯化部分 该部分由电解槽、氢、氧分离器、碱液过滤器、碱液冷却器、氢、氧气体冷却器、氢气、氧气扑滴器、氢气、氧气气水分离器、氢、氧碱液循环泵、脱氧器、气体冷凝器、气水分离器、干燥器、气体干燥冷却器、氢气过滤器等和相关仪表构成。 1.2．加水配碱部分 加水配碱部分由原料水箱、碱液箱、补水泵、配件泵及相关阀门组成。 1.3气体减压系统 主要由压力表、球阀、减压阀及相关仪表组成。氢气减压装置采用一用一备一旁通。经干燥处理后的氢气进入储气系统，储气系统的储存压力为1.0—3.0MPa,为满足后续工艺用氢气压力的要求，向外输送氢气时，经过气体减压装置，该装置为自力式调节，设备出厂时，已将减压后的压力设定为0.8MPa，供气压力0.8—1.0MPa，最大供气量2×150Nm3/h 储气系统 储气系统主要由氢气储罐及相关的仪表阀门组成，氢气储罐是由罐体、进出口阀、阻火器等组成。该系统由2台容积为13.9 m3的储气罐组成，系统的有效储气量2×13.9×（30-10）=556Nm3/h 1.5 检测仪表 为保证系统的正常运行和氢气质量，还配备了必要的在线检测分析仪器仪表，主要检测设备有液位计、压力表、氢中氧分析仪、氧中氢分析仪、氢气湿度（露点）仪、微量氧分析仪、H2泄漏报警仪表。 1.6 氢气系统一些设备的技术指标 1、水电解制氢装置 序号 项 目 单位 参数 1 氢气产量： N m3/hr 12 2 氧气产量： Nm3/hr 6 3 工作压力： MPa 3.2 4 氢气纯度： ％ ≥99.9% 5 氧气纯度： ％ ≥99.5% 6 工作温度： ℃ 7 电解槽小室数 个 8 工作电压： V 9 工作电流： A 10 氢气含水量： mg/ m3H2 ≤0.4 11 氢气含碱量： mg/ m3H2 ≤1 12 直流电耗： KWh/ m3H2 ≤4.6 13 控制方式 西门子PLC控制，计算机显示、报警、记录等。 2、氢气纯化装置 序号 项目 单位 参数 1 氢气处理量： m3/hr 12 2 工作压力： MPa 3.2 3 处理范围 % 100 4 氢气纯度： ％ ≥99.999 N2 PPm ＜3 CH4 PPm ＜1 O2 PPm ＜0.5 H2O PPm ≤3 5 干燥切换周期： 24h 6 再生方式： 二塔流程，原料氢气再生； 7 控制方式： 西门子PLC控制，计算机显示、报警、记录等。 3、氢气储罐 序号 项目 参数 备注 1 容积 m3 13.9 2 设计压力 MPa 3.2 3 工作压力 MPa 3.0 4 材质 16MnR 5 工作温度 ℃ -19-50 4、氢气减压装置：一用一备一旁通； 5、氢气输送管道 原来设计主管道前段采用1.