快速恢复电化学式微氧仪投运的方法

摘要

快速恢复电化学式微氧仪投运方法，主要用于水电解制氢设备停产检修，它包括下述操作步骤：（1）、将微氧仪管路与氮气管路连接，即在微氧仪的输入管路并氢气取样阀的输出管路上通过两个控制阀与氮气管路连接，两个控制阀之间设有一个排气阀；（2）、在微氧仪上设置一个常开的排气阀。（3）、通入含氧＜20PPm且压力是0.7MPa的氮气，流量是0.001Nm

说明书

技术领域：

本发明主要用于水电解制氢设备停产检修，尽快使滞后运行的电化学式微氧仪恢复运行。

背景技术

水电解制氢运行期间经常发生以下问题：

（1）氢气泄漏。氢气具有特殊的物理性能：易泄漏，由于分子量小和粘度低，其泄漏性约为空气的2倍；易扩散，约比空气扩散快3.8倍。所以水电解制氢系统设备或管路的连接法兰或丝扣部位频繁发生漏气事件。

（2）碱液泄漏。水电解制氢采用电解质为28～30%质量浓度的KOH溶液，电解槽和制氢框架设备正常运行温度为85～90℃，强碱在高温下腐蚀性很强，导致设备和管路经常发生腐蚀漏液事件。

氢气化学活性很强，易燃、易爆，所以发生氢气泄漏事件时为保证安全系统必须停运后采取特殊措施处理泄漏问题。系统经常停运处理故障，但事后生产恢复很缓慢，主要问题在于电化学式微氧仪恢复正常运行时间滞后。

图1是现有氢气生产工艺流程简图。

图中，有两台水电解制氢设备1#、2#，每套水电解制氢设备生产能力为100Nm³/h，分别由电解槽、制氢框架和纯化框架组成。两套电化学式微氧仪分别用于纯化框架出口检测产品氢气是否合格，该检测数据传送到PLC控制系统。如果检测产品氢气含氧＞10ppm，系统控制纯化到后部球罐的三通控制阀为“排空”状态，氢气不能到达球罐；如果检测产品氢气含氧≤10ppm，到球罐的三通控制阀为“球罐”状态，氢气输送到球罐。如图1所示。

当系统停产检修时该微氧仪处于空气环境，氧含量达到21.8%(218000 ppm)，严重消耗电化学微氧仪探头、电池寿命。

当制氢系统恢复生产后，微氧仪由含氧218000 ppm工况恢复到≤10ppm需要通常约6～8小时以上，期间PLC检测氢气不合格连续排空，浪费大量氢气，而且严重制约后部氢气用户生产。

发明内容

为了解决检修期间大量空气串入微氧仪探头、缩短其寿命的问题，本发明提供快速恢复电化学式微氧仪投运方法。

本发明的技术方案是：

本发明的操作步骤包括1、将微氧仪管路与氮气管路连接，即在微氧仪的输入管路并氢气取样阀的输出管路上通过两个控制阀与氮气管路连接，两个控制阀之间设有一个排气阀；

2、在微氧仪上设置一个常开的排气阀。

3、通入含氧＜20PPm且压力是0.7MPa的氮气，流量是0.001Nm³/h。

4、关闭微氧仪氢气取样阀，关闭排气阀。

5、将两个控制阀开启，氮气顺利进入微氧仪。

本发明正常制氢时，两个控制阀关闭，两个控制阀之间的排气阀处于开启位置防止氢气和氮气互串，微氧仪前的取样阀处于开启状态，氢气能到达微氧仪，微氧仪上的常开排气阀可以顺利排出尾气。

本发明采取在水电解制氢系统停产检修时给电化学式微氧仪连续通氮气的方法，以保护检测探头、隔离空气，避免了空气对电化学式微氧仪寿命的严重影响，缩短了水电解制氢检修后微氧仪的投运时间，提高了水电解制氢运行效率。与此同时还大大缩短了系统检修后微氧仪的恢复时间，恢复过程小于0.5小时，为制氢投产缩短了时间，提高了系统工作效率，减少了氢气排放。

附图说明

图1是现有氢气生产工艺流程简图。

图2是本发明的设备结构图。

图中，1、氮气管路，2、纯化框架，3、微氧仪，4、控制阀，5、控制阀，6、排气阀，7、常开排气阀，8、控制阀，9、取样阀，10、三通控制阀，11、球罐。

具体实施方式

1、将微氧仪管路与氮气管路1连接，即在微氧仪3的输入管路并氢气取样阀9的输出管路上通过两个控制阀5、8与氮气管路1连接，两个控制阀5、8之间设有一个排气阀6；

2、在微氧仪3上设置一个常开的排气阀7。

3、水电解槽制氢停止，球罐进口堵盲板。

4、通入含氧＜20PPm且压力是0.7MPa的氮气，流量是0.001Nm³/h。

5、制氢框架和电解槽以氮气吹扫氢气合格。

6、纯化框架以氮气吹扫氢气合格后关闭吹扫控制阀4。

7、关闭微氧仪氢气取样阀9。

8、关闭排气阀6。

9、将两个控制阀5、8开启，氮气顺利进入微氧仪，保证空气不进入微氧仪探头。

说明：1、控制阀4、纯化框架2、取样阀9、三通控制阀10和球罐11均是水电解制氢设备的配套设施。