Unit pengeluaran hidrogen elektrolisis merangkumi satu set lengkap peralatan pengeluaran hidrogen elektrolisis air. Peralatan utama ialah:
1. Elektrolisis
2. Peranti pemisahan gas-cecair
3. Sistem pengeringan dan penulenan
4. Bahagian elektrik termasuk: transformer, kabinet penerus, kabinet kawalan program PLC, kabinet instrumen, kabinet pengagihan kuasa, komputer hos, dll.
5. Sistem tambahan terutamanya merangkumi: tangki alkali, tangki air bahan mentah, pam bekalan air, botol nitrogen/bar bas, dll.
6. Sistem tambahan keseluruhan peralatan termasuk: mesin air tulen, menara air penyejuk, penyejuk, pemampat udara, dll.
Dalam unit pengeluaran hidrogen elektrolitik, air diuraikan menjadi satu bahagian hidrogen dan 1/2 bahagian oksigen dalam elektrolisis di bawah tindakan arus terus. Hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dihantar ke pemisah gas-cecair bersama-sama dengan elektrolit untuk pemisahan. Hidrogen dan oksigen disejukkan oleh penyejuk hidrogen dan oksigen, dan penangkap titisan menangkap dan mengeluarkan air, dan kemudian dihantar keluar di bawah kawalan sistem kawalan; elektrolit melalui hidrogen, penapis alkali oksigen, penapis alkali oksigen, dan sebagainya di bawah tindakan pam edaran. penyejuk cecair dan kemudian kembali ke elektrolisis untuk meneruskan elektrolisis.
Tekanan sistem diselaraskan melalui sistem kawalan tekanan dan sistem kawalan tekanan pembezaan untuk memenuhi keperluan proses dan penyimpanan seterusnya.
Hidrogen yang dihasilkan melalui elektrolisis air mempunyai kelebihan ketulenan yang tinggi dan sedikit bendasing. Biasanya, bendasing dalam hidrogen yang dihasilkan melalui elektrolisis air hanya oksigen dan air, dan tiada komponen lain (yang boleh mengelakkan keracunan beberapa pemangkin), yang memberikan kemudahan untuk menghasilkan hidrogen berketulenan tinggi. , selepas penulenan, gas yang dihasilkan boleh mencapai penunjuk gas perindustrian gred elektronik.
Hidrogen yang dihasilkan oleh peranti pengeluaran hidrogen melalui tangki penimbal untuk menstabilkan tekanan kerja sistem dan seterusnya menyingkirkan air bebas dalam hidrogen.
Selepas hidrogen memasuki peranti penulenan hidrogen, hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air akan ditulenkan selanjutnya, dan oksigen, air dan bendasing lain dalam hidrogen akan disingkirkan menggunakan prinsip tindak balas pemangkin dan penjerapan penapis molekul.
Peralatan ini boleh menyediakan sistem pelarasan automatik untuk pengeluaran hidrogen mengikut situasi sebenar. Perubahan beban gas akan menyebabkan turun naik tekanan tangki simpanan hidrogen. Pemancar tekanan yang dipasang pada tangki simpanan akan mengeluarkan isyarat 4-20mA dan menghantarnya ke PLC. Selepas membandingkan nilai set asal dan melakukan transformasi songsang dan pengiraan PID, isyarat 20~4mA dikeluarkan dan dihantar ke kabinet penerus untuk melaraskan saiz arus elektrolisis, sekali gus mencapai tujuan pelarasan automatik pengeluaran hidrogen mengikut perubahan beban hidrogen.
Peralatan pengeluaran hidrogen elektrolisis air alkali terutamanya merangkumi sistem berikut:
(1) Sistem air bahan mentah
Satu-satunya perkara yang bertindak balas dalam proses penghasilan hidrogen elektrolisis air ialah air (H2O), yang perlu diisi semula secara berterusan dengan air mentah melalui pam pengisian semula air. Kedudukan pengisian semula air berada pada pemisah hidrogen atau oksigen. Di samping itu, sejumlah kecil hidrogen dan oksigen mesti dikeluarkan semasa meninggalkan sistem. Penggunaan air peralatan kecil ialah 1L/Nm³H2, dan penggunaan air peralatan besar boleh dikurangkan kepada 0.9L/Nm³H2. Sistem ini mengisi semula air mentah secara berterusan. Melalui pengisian semula air, kestabilan paras cecair alkali dan kepekatan alkali dapat dikekalkan, dan larutan tindak balas dapat diisi semula dalam masa. air untuk mengekalkan kepekatan alkali.
2) Sistem penerus transformer
Sistem ini terutamanya terdiri daripada dua peranti: transformer dan kabinet penerus. Fungsi utamanya adalah untuk menukar kuasa AC 10/35KV yang disediakan oleh pemilik bahagian hadapan kepada kuasa DC yang diperlukan oleh elektrolisis, dan membekalkan kuasa DC kepada elektrolisis. Sebahagian daripada kuasa yang dibekalkan digunakan untuk menguraikan air secara langsung. Molekulnya ialah hidrogen dan oksigen, dan bahagian yang lain menghasilkan haba, yang dikeluarkan oleh penyejuk lye melalui air penyejuk.
Kebanyakan transformer adalah jenis minyak. Jika diletakkan di dalam rumah atau di dalam bekas, transformer jenis kering boleh digunakan. Transformer yang digunakan dalam peralatan pengeluaran hidrogen air elektrolitik adalah transformer khas dan perlu dipadankan mengikut data setiap elektrolisis, jadi ia adalah peralatan tersuai.
(3) sistem kabinet pengagihan kuasa
Kabinet pengagihan kuasa digunakan terutamanya untuk membekalkan peralatan 400V atau dikenali sebagai 380V kepada pelbagai komponen dengan motor dalam sistem pemisahan dan penulenan hidrogen dan oksigen di belakang peralatan pengeluaran hidrogen air elektrolitik. Peralatan tersebut merangkumi peredaran alkali dalam rangka kerja pemisahan hidrogen dan oksigen. Pam, pam pengisian semula air dalam sistem tambahan; wayar pemanasan dalam sistem pengeringan dan penulenan, dan sistem tambahan yang diperlukan oleh seluruh sistem, seperti mesin air tulen, penyejuk, pemampat udara, menara penyejuk, dan pemampat hidrogen bahagian belakang, mesin penghidrogenan dan peralatan lain. Bekalan kuasa juga termasuk bekalan kuasa untuk pencahayaan, pemantauan dan sistem lain di seluruh stesen.
(4) sistem kawalan
Sistem kawalan melaksanakan kawalan automatik PLC. PLC biasanya menggunakan Siemens 1200 atau 1500. Ia dilengkapi dengan skrin sentuh antara muka interaksi manusia-komputer, dan paparan operasi dan parameter setiap sistem peralatan serta paparan logik kawalan direalisasikan pada skrin sentuh.
5) Sistem peredaran alkali
Sistem ini terutamanya merangkumi peralatan utama berikut:
Pemisah hidrogen dan oksigen - pam edaran alkali - injap - penapis alkali - elektrolisis
Proses utamanya ialah: cecair alkali yang dicampur dengan hidrogen dan oksigen dalam pemisah hidrogen dan oksigen dipisahkan oleh pemisah gas-cecair dan kemudian mengalir kembali ke pam edaran cecair alkali. Di sini pemisah hidrogen dan pemisah oksigen disambungkan, dan pam edaran cecair alkali akan refluks. Cecair alkali beredar ke injap dan penapis cecair alkali di bahagian belakang. Selepas penapis menapis bendasing besar, cecair alkali beredar ke bahagian dalam elektrolisis.
(6) Sistem hidrogen
Hidrogen dijana daripada bahagian elektrod katod dan sampai ke pemisah bersama-sama dengan sistem peredaran cecair alkali. Dalam pemisah, kerana hidrogen itu sendiri agak ringan, ia secara semula jadi akan terpisah daripada cecair alkali dan sampai ke bahagian atas pemisah, dan kemudian melalui saluran paip untuk pemisahan dan penyejukan selanjutnya. Selepas penyejukan air, penangkap titisan menangkap titisan dan mencapai ketulenan kira-kira 99%, yang sampai ke sistem pengeringan dan penulenan bahagian belakang.
Pemindahan: Pemindahan hidrogen terutamanya digunakan untuk pemindahan semasa permulaan dan penutupan, operasi tidak normal atau kegagalan ketulenan, dan pemindahan kerosakan.
(7) Sistem oksigen
Laluan untuk oksigen adalah serupa dengan hidrogen, tetapi dalam pemisah yang berbeza.
Pemindahan: Pada masa ini, kebanyakan projek oksigen dirawat melalui pemindahan.
Penggunaan: Nilai penggunaan oksigen hanya bermakna dalam projek khas, seperti beberapa senario aplikasi yang boleh menggunakan kedua-dua hidrogen dan oksigen berketulenan tinggi, seperti pengeluar gentian optik. Terdapat juga beberapa projek besar yang telah menempah ruang untuk penggunaan oksigen. Senario aplikasi bahagian belakang ialah penghasilan oksigen cecair selepas pengeringan dan penulenan, atau penggunaan oksigen perubatan melalui sistem penyebaran. Walau bagaimanapun, penambahbaikan senario penggunaan ini masih belum ditentukan. Pengesahan lanjut.
(8) sistem air penyejuk
Proses elektrolisis air merupakan tindak balas endotermik. Proses penghasilan hidrogen mesti dibekalkan dengan tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, tenaga elektrik yang digunakan oleh proses elektrolisis air melebihi penyerapan haba teoritis tindak balas elektrolisis air. Maksudnya, sebahagian daripada elektrik yang digunakan oleh elektrolisis ditukar menjadi haba. Bahagian ini Haba digunakan terutamanya untuk memanaskan sistem peredaran alkali pada mulanya, supaya suhu larutan alkali meningkat kepada julat suhu 90±5°C yang diperlukan oleh peralatan. Jika elektrolisis terus berfungsi selepas mencapai suhu yang dinilai, haba yang dihasilkan perlu digunakan. Air penyejuk dikeluarkan untuk mengekalkan suhu normal zon tindak balas elektrolisis. Suhu tinggi dalam zon tindak balas elektrolisis boleh mengurangkan penggunaan tenaga, tetapi jika suhu terlalu tinggi, membran ruang elektrolisis akan musnah, yang juga akan memudaratkan operasi jangka panjang peralatan.
Peranti ini memerlukan suhu operasi dikekalkan tidak lebih daripada 95°C. Di samping itu, hidrogen dan oksigen yang dihasilkan juga mesti disejukkan dan dinyahlembapkan, dan peranti penerus terkawal silikon yang disejukkan air juga dilengkapi dengan saluran paip penyejuk yang diperlukan.
Badan pam peralatan besar juga memerlukan penyertaan air penyejuk.
(9) Sistem pengisian dan pembersihan nitrogen
Sebelum penyahpepijatan dan pengendalian peranti, sistem mesti diisi dengan nitrogen untuk ujian kedap udara. Sebelum permulaan biasa, fasa gas sistem juga perlu dibersihkan dengan nitrogen untuk memastikan gas dalam ruang fasa gas di kedua-dua belah hidrogen dan oksigen berada jauh dari julat mudah terbakar dan letupan.
Selepas peralatan dimatikan, sistem kawalan akan mengekalkan tekanan secara automatik dan mengekalkan sejumlah hidrogen dan oksigen di dalam sistem. Jika tekanan masih terdapat semasa peralatan dihidupkan, tidak perlu melakukan pembersihan. Walau bagaimanapun, jika semua tekanan dikeluarkan, ia perlu dibersihkan semula. Tindakan pembersihan nitrogen.
(10) Sistem pengeringan hidrogen (pemurnian) (pilihan)
Hidrogen yang dihasilkan daripada elektrolisis air dinyahlembapkan oleh pengering selari, dan akhirnya disapu dengan penapis tiub nikel tersinter untuk mendapatkan hidrogen kering. (Mengikut keperluan pengguna untuk hidrogen produk, sistem boleh menambah peranti penulenan, dan penulenan menggunakan penyahoksidaan pemangkin bimetalik paladium-platinum).
Hidrogen yang dihasilkan oleh peranti pengeluaran hidrogen elektrolisis air dihantar ke peranti penulenan hidrogen melalui tangki penimbal.
Hidrogen mula-mula melalui menara penyahoksigenan. Di bawah tindakan mangkin, oksigen dalam hidrogen bertindak balas dengan hidrogen untuk menghasilkan air.
Formula tindak balas: 2H2+O2 2H2O.
Kemudian, hidrogen melalui kondenser hidrogen (yang menyejukkan gas untuk memeluwap wap air dalam gas untuk menghasilkan air, dan air pekat dilepaskan secara automatik keluar dari sistem melalui pengumpul cecair) dan memasuki menara penjerapan.
Masa siaran: 14 Mei 2024
