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《氣象與減災(zāi)研究》2017年第4期

摘要：隨著我國氣象探空水電解氫逐步普及，如何安全高效制氫成為首要技術(shù)難題。本文將從技術(shù)層面來分析和解決這一系列問題，從工作環(huán)境、操作方法、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等方面提出相關(guān)安全防范措施和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：氣象；水電解；安全措施

在現(xiàn)代社會(huì)中，氫氣具有重要作用和利用價(jià)值。在工業(yè)領(lǐng)域，氫氣是重要的化工原料；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，氫氣可以治療多種疾病，尤其對(duì)腫瘤、器官衰竭、腦病、內(nèi)臟損傷等疾病有顯著效果；在航天航空領(lǐng)域，氫氣是新型高效能原料；在環(huán)保領(lǐng)域，氫氣作為燃料使用，無任何污染。因此如何保證安全制氫顯得格外重要。

1工業(yè)制氫

隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多，以往的化學(xué)制氫法已逐步淘汰，現(xiàn)工業(yè)制氫大多采用氣象探空水電解制氫的方法。由于該技術(shù)對(duì)于環(huán)境無污染，因而近年在各領(lǐng)域加速推展。利用水電解制氫在氣象部門是較為常見的技術(shù)，相關(guān)原理也較為簡單，對(duì)于設(shè)備和技術(shù)要求也較低。利用濃度25.7%的電解質(zhì)與電極形成2個(gè)電解室，在接通電源之后，水發(fā)生物理反應(yīng)，被分離成氧氣和氫氣。利用該技術(shù)產(chǎn)生的氫氣純度較高、無公害、綠色環(huán)保，對(duì)于設(shè)備和空間無特殊要求，適用于各種場合制取氫氣。

2技術(shù)缺陷和安全隱患

2.1氫氣性質(zhì)不穩(wěn)定

純度不高的氫氣具有易爆的特點(diǎn)。在相關(guān)硬件設(shè)施和管理制度不完善的場所，容易發(fā)生安全事故，有爆炸的安全隱患，如果發(fā)生氫氣泄漏會(huì)對(duì)周邊居民的人身安全造成重大影響。

2.2設(shè)備品質(zhì)存在問題

目前我國生產(chǎn)的水電解制氫設(shè)備裝置根據(jù)操作方式的不同分為高壓式、中壓式和常壓式，國內(nèi)生產(chǎn)裝置壓力一般要求為0.65~2.85Mpa之間,操作溫度在75~85℃，氧氣純度達(dá)到98.5%，氫氣純度達(dá)到96.6%，設(shè)備使用年限25~35a間。機(jī)械式水電解制氫設(shè)備要求壓力1.73Mpa，這和國際設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)要求仍有較大差距。

2.3設(shè)計(jì)安裝不能夠多樣化

由于設(shè)備安裝和設(shè)計(jì)要考慮房間布局和視野條件，因而設(shè)計(jì)和安裝設(shè)備時(shí)使其間隔較小，不能夠擁有良好的通風(fēng)散熱條件，不能達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)定中房間隔離要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其對(duì)于新型設(shè)備，各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，在今后的使用過程中需要全方位觀察記錄，良好的設(shè)備空間有利于發(fā)現(xiàn)和修正問題，只有防范于未然才能保證水電解制氫設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，保證氫氣的高效生產(chǎn)，保護(hù)好從業(yè)人員的人身安全。

3如何安全進(jìn)行氣象探空水電解制氫

3.1規(guī)范化啟動(dòng)生產(chǎn)

在啟動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備之前，對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視和檢查，查看周圍有無易燃易爆物，有無無關(guān)作業(yè)人員停留，水箱是否完好，電源有無漏電現(xiàn)象，線材是否有破裂破損，電解質(zhì)濃度是否達(dá)標(biāo)，壓力是否過大，排氣閥是否通暢等；在接通電源啟動(dòng)設(shè)備之后，檢測相關(guān)指示燈是否亮起，一切正常后，進(jìn)行設(shè)備增壓，同時(shí)提高電壓（電壓最高不超65V），觀察水溫表和設(shè)備工作壓力表，在主機(jī)達(dá)到所需工作壓力之后，關(guān)閉增壓器保持壓力不變。

3.2采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)操作

生產(chǎn)部門應(yīng)每月進(jìn)行一次設(shè)備檢修和維護(hù)，并將每次檢查結(jié)果報(bào)告記錄于值班日志上，所檢修項(xiàng)目、問題、結(jié)論都應(yīng)記錄在案，以備日后查詢。對(duì)于老化和磨損的部件進(jìn)行及時(shí)定期更換，在進(jìn)行長時(shí)間設(shè)備內(nèi)作業(yè)時(shí)，應(yīng)2人或2人以上同時(shí)作業(yè)，以避免發(fā)生事故。

3.3合理規(guī)范儲(chǔ)存氫氣

當(dāng)氣體儲(chǔ)存到規(guī)定量時(shí)，在打開儲(chǔ)氣閥門使氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣艙體之前，對(duì)艙體進(jìn)行檢測，查看有無裂痕和漏液現(xiàn)象存在，艙內(nèi)氣體壓力是否達(dá)標(biāo)，同時(shí)打開氣體含量表實(shí)時(shí)監(jiān)測艙內(nèi)氣體含量變化，在監(jiān)測一切正常后，打開進(jìn)氣閥門，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。在儲(chǔ)氣艙周圍嚴(yán)禁出現(xiàn)煙火或易燃易爆化學(xué)物品，增強(qiáng)散熱通風(fēng)條件，確保儲(chǔ)氣倉工作在適當(dāng)壓力和溫度。

3.4加強(qiáng)從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)

加大對(duì)于專業(yè)人員的培訓(xùn)力度，在開展專項(xiàng)專練的同時(shí)開展多元化培訓(xùn)，拓展從業(yè)人員的知識(shí)層面，提高其專業(yè)素養(yǎng)以避免面對(duì)突發(fā)情況。在進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行面對(duì)突發(fā)情況應(yīng)變能力的培訓(xùn)。對(duì)于從業(yè)人員實(shí)行責(zé)任負(fù)責(zé)制，明確責(zé)任劃分，實(shí)行值班日志自簽字到，提高從業(yè)人員責(zé)任心。

3.5加大相關(guān)安全知識(shí)宣傳

主管部門可組織相關(guān)安全知識(shí)講座，深入企業(yè)當(dāng)中進(jìn)行宣傳，加強(qiáng)安全知識(shí)技能學(xué)習(xí)，同時(shí)對(duì)從業(yè)人員普及技術(shù)規(guī)程，以提高從業(yè)人員的安全意識(shí)。同時(shí)在相關(guān)考試中可加大對(duì)于安全防范措施題目的比重，提高資格證書獲取難度，切實(shí)地保護(hù)相關(guān)人員安全，也能保證水電解制氫生產(chǎn)工作的順利展開。

4結(jié)語

氣象探空水電解質(zhì)制氫是目前較為常見制氫方式，而氫氣在我國國民生產(chǎn)當(dāng)中占有重要地位。氫氣雖然其性質(zhì)不穩(wěn)定，但只要我們掌握學(xué)習(xí)和了解了其特性，充分考慮相關(guān)因素，建立起一套行之有效的管理方法制度，就能夠在安全的前提下，高效地實(shí)行氣象探空水電解制氫的生產(chǎn)。

作者：孫海燕 單位：松山市氣象局