光解水制氢系统

最近在做光解水的实验，用气相色谱（上海天美GC7900）在线分析生成的氢气（TCD），可是在用外标法标定氢气时，无论注入氢气的量是多少，生成的峰面积都是一样的，都和下面的谱图一样，为什么啊？顺便问下气相色谱测氢气时的温度、电流应该为多少啊？http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011061604_257735_2178287_3.jpg

UV光解空气净化器是利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体如：氨、三甲，胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫，醚、二甲，二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子键，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如CO2、H2O等。[img=,514,424]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812120951291658_9073_3332482_3.jpg!w514x424.jpg[/img]利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有极强的清除效果。恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。UV光解空气净化器是由等离子分解废气净化器+UV光解除臭废气净化器两种设备的完美结合，综合采用了等离子废气净化器和紫外光触媒除臭废气净化器两种设备的优点组合而成，利用等离子分解技术和UV紫外光解技术相结合，对废气和臭气进行高效协同净化处理！[img=,393,390]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812120951444183_313_3332482_3.jpg!w393x390.jpg[/img]接下来说说可以应用到UV光解空气净化器中的紫外线传感器，小编推荐一款由工采网从国外进口的紫外线传感器 - GUVC-T21GH，这款传感器芯片大小0.4mm，TO 5封装，尺寸小，可以单一电源电压操作，具有高灵敏度和良好的日盲。广泛应用于：紫外线强度检测和控制，UV指数检测，户外检测UV指数设备等，还可以用于紫外线消毒和UV固化，用来监测紫外线强度，UV火焰探测器等。UV光解空气净化器的性能特点：1、高效除恶臭：能高效去除挥发性有机物（VOC）、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效率最高可达99%以上，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准（GB14554-93）。2、无需添加任何物质：只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。3、适应性强：可适应高浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。4、运行成本低：本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，（每处理1000立方米/小时，仅耗电约0.2度电能），设备风阻极低50pa,可节约大量排风动力能耗。5、无需预处理：恶臭气体无需进行特殊的预处理，如加温、加湿等,设备工作环境温度在摄氏-30℃－95℃之间，湿度在30%－98%、PH值在2-13之间均可正常工作。6、设备占地面积小，自重轻：适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件，设备占地面积1平方米/处理10000m3/h风量。7、优质进口材料制造：防火、防爆、防腐蚀性能高，设备性能安全稳定，采用不锈钢材质，设备使用寿命在十五年以上。8、环保高科技专利产品：采用国际上最先进技术理念，通过专家及工程技术人员长期反复的试验，开发研制出的，具有完全自主知识产权的高科技环保净化产品，可彻底分解恶臭气体中有毒有害物质，并能达到完美的脱臭效果，经分解后的恶臭气体，可完全达到无害化排放，绝不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

一．EDI超纯水设备 EDI超纯水处理设备即电去离子系统，电渗析膜分离技术与离子交换技术有机地结合起来的一种新的制备超纯水（高纯水）的技术，它利用电渗析过程中的极化现象对填充在淡水室中的离子交换树脂进行电化学再生。该设备主要是在直流电场的作用下，通过隔板的水中电介质离子发生定向移动，利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯。 二．EDI的基本工作原理 EDI是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术（电渗析技术）相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底，又利用电渗析极化而发生水电离产生H+和OH-，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元，并构成淡水室，单元与单元之间用网状物隔开，形成浓水室。在直流电场的作用下，淡水室中离子交换树脂中的阳离子和阴离子沿树脂和膜构成的通道分别向负极和正极方向迁移，阳离子透过阳离子交换膜，阴离子透过阴离子交换膜，分别进入浓水室形成浓水。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511281338_575390_2977471_3.jpg同时进水中的阳离子和阴离子跟离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子交换，形成超纯水（高纯水）。超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行连续的再生。传统的离子交换，离子交换树脂饱和后需要化学间歇再生。而EDI膜堆中的树脂通过水的电解连续再生，工作是连续的，不需要酸碱化学再生。 EDI装置将给水分成三股独立的水流：纯水、浓水、和极水。纯水（90%-95%）为最终得到水，浓水（5%-10%）可以再循环处理，极水（1%）排放掉。对于高纯水系统，无论从产水质量、性能和操作等方面考虑，还是从运行费用和环保等方面考虑，反渗透+EDI工艺都是一个理想的选择。

[color=#ff0000]摘要：氢气供应系统作为燃料电池系统的重要组成部分，其空气侧与氢气侧之间压力差的动态控制对于整个燃料电池系统可靠性尤为重要。本文针对氢燃料电池系统氢气压力控制中存在的问题，推荐使用精密电动针阀，并详细介绍了电动针阀的特点和技术参数。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][img=高精度快响应电动针阀在氢燃料电池系统氢气压力控制中的应用,690,518]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101053487958_1868_3384_3.png!w690x518.jpg[/img][/align][size=18px][color=#ff0000]1. 问题的提出[/color][/size]　　氢气供应系统作为燃料电池系统的重要组成部分，与电堆、空气供应系统、水热管理系统和电子电力系统协同工作，保证氢气流量、压力的稳定供应，并实现氢气循环利用。燃料电池氢气供应系统简化结构如图1-1所示。高压储氢罐是系统的氢气来源，氢气经过减压阀，压力降至适宜系统使用的范围，通常情况为几巴左右。氢气进气阀用于控制进入电堆的氢气量，进而控制电堆氢气回路的压力，目前常用的氢气进气阀为比例调节阀、开关阀或多个开关阀组。[align=center][color=#ff0000][img=燃料电池氢气供应系统简化图,690,66]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101055206617_6144_3384_3.png!w690x66.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图1-1 燃料电池氢气供应系统简化图[/color][/align]　　由于燃料电池自身膜电极的厚度逐渐降低，其机械强度相应下降，因此空气侧及氢气侧压力的动态控制对于整个燃料电池系统可靠性尤为重要，一般要求是氢气侧压力要等于或者稍高于空气侧压力，并且在调节两侧压力时要确保同升同降，以减少对质子膜的损害。然而，在目前氢燃料电池电源系统中，对于这两侧压差的控制存在以下几方面的问题：　　（1）采用开关阀进行氢气进气的控制，使得整个氢气回路中的波动太大而不易控制；　　（2）采用电磁比例阀尽管可以按照一定比例进行类似PID模式进行压力控制，但电磁比例阀由于存在较大磁滞现象，会带来控制不稳定的严重问题。　　本文针对氢燃料电池系统氢气压力控制中存在的问题，推荐使用精密电动针阀，并详细介绍了电动针阀的特点和技术参数。[size=18px][color=#ff0000]2. 电动针阀[/color][/size]　　电动针阀如图2-1所示。[align=center][img=各种规格电动针阀,599,513]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101055582033_8168_3384_3.png!w599x513.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2-1 各种规格电动针阀[/color][/align][size=18px][color=#ff0000]2.1. 技术指标[/color][/size][align=center][color=#ff0000][img=电动针阀技术指标,690,453]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101057223127_3501_3384_3.jpg!w690x453.jpg[/img][/color][/align][color=#ff0000][/color][align=center][color=#ff0000]图2-2 电动针阀技术指标[/color][/align][align=center] [img=电动针阀尺寸,690,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101057371906_4688_3384_3.jpg!w690x421.jpg[/img][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000]图2-3 电动针阀尺寸[/color][/size][/align][size=18px][color=#ff0000]2.2. 驱动模块[/color][/size]　　数控电动针阀配备有步进电机驱动电路模块，以提供所需电源和控制信号，並以将直流信号转换为双极步进电机的步进控制，同时也可提供RS485串口通讯的直接控制。[align=center][color=#ff0000][img=驱动模块及其尺寸,690,220]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101058555517_9466_3384_3.jpg!w690x220.jpg[/img][/color][/align][color=#ff0000][/color][align=center][color=#ff0000]图2-4 驱动模块及尺寸[/color][/align][size=18px][color=#ff0000]2.3. 特点[/color][/size]　　新一代用于比例流量调节的数控电动针阀将步进电机的精度和可重复性优势与针阀的线性和分辨率相结合，其结果是具有小于2%滞后、2%线性、1%重复性和0.2%分辨率的可调流量控制，是目前常用电磁比例阀的升级换代产品。与各种PID控制算法和压力控制器相结合，可构成快速准确的氢气压力控制装置。　　电动针阀具有以下几方面的特点： （1） 多规格节流面积：从低流量的直径0.9mm（0~50L/min气体）到高流量的直径4.10mm（0到660 L/min气体）的多种规格针阀节流面积，可满足不同的应用需要。　　（2） 高度线性：小于2%的线性度，简化了查表或外部控制硬件和软件的配套，简化了命令输入和流量输出之间的关系。　　（3） 高重复性：通过每次达到0.1%的相同流量，可提供长期稳定的一致性。　　（4） 宽压力范围：通过5或7bar的压力，取决于孔的大小，入口环境可覆盖宽泛的压力范围。电机的刚度和功率确保阀门在相同的输入指令下打开，与压力无关。　　（5） 低迟滞：小于2%的迟滞使积分和编程变得简单，在增加和减少达到设定点时能提供一致的流量。　　（6） 高分辨率：0.2%的分辨率允许电动针阀根据调节指令的微小变化进行最小流量调整，提供了出色的可控性。　　（7） 快速响应：整个行程时间小于1秒，由此可提供及时快速的流量调节和控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][img=,690,355]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108101059518215_4501_3384_3.jpg!w690x355.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center][/align]

实验室总会产生些废弃物，而废气，废水，废溶剂和测试完后的样品，基本是每个化学实验室不开避免的副产物。因此，实验室的排废就是个严肃的问题。随着前几天环保局成功验收，我在此说说所在实验室的废水排放系统改造过程。。。与大家分享。实验室运行快3年的时间了。实验室建好之后，当天环保局曾经来看了一下，没说什么就跑了。我一直以为没啥问题。因为实验室的通风橱排风，是通过塑料管道直通楼顶，而且在出口处安放了一个活性炭箱，实验室废气是经过活性炭吸附后，才排放的。这也是我设计实验室时就强调要装的。因为周围有出租房和工厂，人多，而且自己也住附近，不能任由有害气体害人害己啊！ 实验室主要测鞋子相关的一些有害物质，如塑化剂，多环芳烃和偶氮。因为早知大部分有机溶剂对人体和环境都有很大的危害，所以实验中产生的有机废液，我都用玻璃试剂瓶装着，等存放到一定量，再由回收公司搬走处理。百密终有一疏！ 今年6月当地环保局（新上任局长）再度上门，一下让我莫名其妙。一进实验室的门，就问废气，废水和废溶剂的排放问题，搞到我一愣一愣的。对于废气排放，他们认为有活性炭箱，而且楼顶高度超过了15米就OK了，所以重点就是有机废液和废水的排放。于是很老实的把存放的有机废液搬出给他们看，他们对此也无异议。然后他们就去看实验室的洗水槽，问我废水存放在哪里？我说废水很少，都是洗瓶子的水，没存放，直接排了。局长咆哮大怒，叫我们立刻整改，然后就走了！留下我一头雾水。。。后来才知道，之前的环保局长已经出事被撤。。。 设计实验室的时候就想，虽然实验室用到甲苯，四氢呋喃，正己烷，环己烷，甲基叔丁基醚，甲醇和氯苯等有机溶剂，但实验后，倒掉有机溶剂的瓶子的玻璃器皿，都放在通风橱中抽风挥发过。瓶子上面已经没有机溶剂，或者就只有一点点有机溶剂，认为洗刷瓶子产生的废水，所含有机物的量极少。。。所以废水就直接排放了。既然环保局老大发怒了，我就赶紧向老板申请整改废水排放系统。然而在排水系统还没改造之前，环保局派人来取样检测了。结果COD合格，VOC也没啥问题。证明本身直排危害不大。申请的等候期，实验不断。申请在3个月后，终于批准。还是和以前一样，我设计方案并监督施工。至于由谁施工，与我无关（苦命啊，只有做苦力的命）。鉴于实验室在二楼，而1楼是人家的地方。所以思来想去，废水存储桶只能放在2楼。后来一想，也只有一个地方合适：卫生间前面的空间。由于存储桶与实验室同在一层楼，没有高度差，不能利用重力让废水自流入桶，那就只能利用抽水泵把废水输送如存储桶中。把这计划反馈给老板，竟然OK。请见图1：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/12/201412191714_527976_1616855_3.jpg上图就是实验室的平面图，约50平方米。左上角就是洗水槽，洗水槽前面摆放一个水箱，命名为废水中转箱（能装水约100斤），并于箱内放一潜水泵，管路用1寸的联塑管，从实验室外墙引至容量为3立方米的废水存储桶。管路总长约20米。