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氫氣發(fā)生器的原理和使用方法
氫氣發(fā)生器的原理方法：
氫分子和氫原子是所有化學(xué)元素中zui小的分子和原子，如把鈀的單晶結(jié)構(gòu)考慮成為面心立方體，立方體的八個(gè)角為八個(gè)鈀原子所占有，六個(gè)面的中心部分為六個(gè)鈀原子所占有，在這個(gè)鈀原子的密集堆積中，只有在鈀管表面能發(fā)生離解的氫原子才能通過，而其它元素的原子和分子，其直徑都大于鈀原子密集堆積的間隙，故不能通過。鈀擴(kuò)散法純化氫就是利用這個(gè)原理，擴(kuò)散透過鈀管的氫，其純度*。
氫氣發(fā)生器的使用方法：
開機(jī)時(shí)，先用原料氫置換系統(tǒng)，從閥3放空，待系統(tǒng)內(nèi)的高純氮置換干凈后，根據(jù)用戶的原料氫內(nèi)的含氫量和所需高純氫量，參照表一數(shù)據(jù)，來選定操作溫度、操作壓力和馳放氣量，然后再通電加熱鈀管，從閥2流出高純氫。調(diào)溫方法，可根據(jù)隨機(jī)所帶的說明書進(jìn)行溫度設(shè)定。從鈀擴(kuò)散制得的高純氫到實(shí)際獲得的高純氫，尚需要置換閥2前管線的一段時(shí)間，通常約需2—3小時(shí)。由于本裝置在出廠前，都要經(jīng)過產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，因此閥1和閥3管線內(nèi)，充有高純氮，閥2到管線前那段管線充有高純氮。
當(dāng)設(shè)備停止使用時(shí)，應(yīng)先停電，待裝置冷卻后各閥門都關(guān)閉再停氣，以便在下次使用時(shí)減少置換系統(tǒng)的時(shí)間。下表中列出了我們對(duì)純氫儀用合成氨原料氣和電解氫做氫氣源時(shí)，測(cè)得的操作溫度、操作壓力及馳放氣量對(duì)本裝置純化氫量的一些數(shù)據(jù)用戶可根據(jù)自己的情況參考本表的數(shù)據(jù)來選擇合適的操作條件。一般認(rèn)為在鈀管厚度一定的情況下，進(jìn)出口壓力差越大，溫度越高，則氫的滲透量越大，但平均壓力以8—3公斤/厘米2，操作溫度為300—400℃為宜。
氫氣發(fā)生器的工作原理，氫氣發(fā)生器產(chǎn)出的氫氣有兩種不同的來源。下面對(duì)這兩種工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)易的比較：
純水電解制氫
把滿足要求的電解水（電阻率大于1MΩ/cm，電子或分析行業(yè)用的去離子水或二次蒸餾水皆可）送入電解槽陽極室，通電后水便立刻在陽極分解：2H2O=4H++ 2O-2，分解成的負(fù)氧離子（O-2），隨即在陽極放出電子，形成氧氣（O2），從陽極室排出，攜帶部份水進(jìn)入水槽，水可循環(huán)使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)子以水合離子（H+•XH2O）的形式，在電場(chǎng)力的作用下，通過SPE離子膜，到達(dá)陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進(jìn)入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后，純度便達(dá)到99.999%以上。
堿液電解制氫
工作原理是傳統(tǒng)隔膜堿液電解法。電解槽內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物為航天電解設(shè)備用隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質(zhì)良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電后，水分子在電解槽的兩極立刻發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陽極產(chǎn)生氧氣，在陰極產(chǎn)生氫氣。反應(yīng)式如下：陽極： 2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰 極： 2H2O +2e →2OH- +H2↑ 總反應(yīng)式： 2H2O → 2 H2↑ +O2↑ 本儀器對(duì)壓控、過壓保護(hù)、流量顯示、流量追蹤等均實(shí)行自動(dòng)控制;使輸出氫氣能在恒壓下，根據(jù)氣相色譜儀用氫氣量，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)調(diào)節(jié)（在產(chǎn)氣量范圍內(nèi)）。