Elektrolitik ituhidrogenunit pengeluaran merangkumi satu set lengkap elektrolisis airhidrogenperalatan pengeluaran, dengan peralatan utama termasuk:
1. Sel elektrolitik
2. Peranti pemisahan cecair gas
3. Sistem pengeringan dan penulenan
4. Bahagian elektrik termasuk: transformer, kabinet penerus, kabinet kawalan PLC, kabinet instrumen, kabinet pengedaran, komputer atas, dan sebagainya
5. Sistem tambahan terutamanya merangkumi: tangki larutan alkali, tangki air bahan mentah, pam air ubah suai, silinder/basbar nitrogen, dll. 6. Sistem tambahan keseluruhan peralatan merangkumi: mesin air tulen, menara penyejuk, penyejuk, pemampat udara, dll.
penyejuk hidrogen dan oksigen, dan air dikumpulkan oleh perangkap titisan sebelum dihantar keluar di bawah kawalan sistem kawalan; Elektrolit melaluinyahidrogendan penapis alkali oksigen, penyejuk hidrogen dan alkali oksigen masing-masing di bawah tindakan pam edaran, dan kemudian kembali ke sel elektrolitik untuk elektrolisis selanjutnya.
Tekanan sistem dikawal oleh sistem kawalan tekanan dan sistem kawalan tekanan pembezaan untuk memenuhi keperluan proses dan penyimpanan hiliran.
Hidrogen yang dihasilkan melalui elektrolisis air mempunyai kelebihan ketulenan yang tinggi dan kekotoran yang rendah. Biasanya, kekotoran dalam gas hidrogen yang dihasilkan melalui elektrolisis air hanya oksigen dan air, tanpa komponen lain (yang dapat mengelakkan keracunan pemangkin tertentu). Ini memberikan kemudahan untuk menghasilkan gas hidrogen berketulenan tinggi, dan gas yang telah ditulenkan dapat memenuhi piawaian gas perindustrian gred elektronik.
Hidrogen yang dihasilkan oleh unit pengeluaran hidrogen melalui tangki penimbal untuk menstabilkan tekanan kerja sistem dan seterusnya menyingkirkan air bebas daripada hidrogen.
Selepas memasuki peranti penulenan hidrogen, hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air akan ditulenkan selanjutnya, menggunakan prinsip tindak balas pemangkin dan penjerapan penapis molekul untuk menyingkirkan oksigen, air dan bendasing lain daripada hidrogen.
Peralatan ini boleh menyediakan sistem pelarasan pengeluaran hidrogen automatik 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 kepada PLC untuk perbandingan dengan nilai asal yang ditetapkan, dan selepas transformasi songsang dan pengiraan PID, mengeluarkan isyarat 20-4mA kepada kabinet penerus untuk melaraskan saiz arus elektrolisis, sekali gus mencapai tujuan pelarasan automatik pengeluaran hidrogen mengikut perubahan beban hidrogen.
Satu-satunya tindak balas dalam proses penghasilan hidrogen melalui elektrolisis air ialah air (H2O), yang perlu dibekalkan secara berterusan dengan air mentah melalui pam pengisian semula air. Kedudukan pengisian semula terletak pada pemisah hidrogen atau oksigen. Di samping itu, hidrogen dan oksigen perlu mengeluarkan sedikit air apabila meninggalkan sistem. Peralatan dengan penggunaan air yang rendah boleh menggunakan 1L/Nm³ H2, manakala peralatan yang lebih besar boleh mengurangkannya kepada 0.9L/Nm³ H2. Sistem ini mengisi semula air mentah secara berterusan, yang boleh mengekalkan kestabilan paras dan kepekatan cecair alkali. Ia juga boleh mengisi semula air yang bertindak balas tepat pada masanya untuk mengekalkan kepekatan larutan alkali.
- Sistem penerus transformer
Sistem ini terutamanya terdiri daripada dua peranti, iaitu 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 sel elektrolitik, dan membekalkan kuasa DC kepada sel elektrolitik. Sebahagian daripada kuasa yang dibekalkan digunakan untuk menguraikan molekul air secara langsung kepada hidrogen dan oksigen, dan bahagian yang lain menghasilkan haba, yang dibawa oleh penyejuk alkali 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 untuk peralatan pengeluaran hidrogen air elektrolitik adalah transformer khas yang perlu dipadankan mengikut data setiap sel elektrolitik, jadi ia adalah peralatan tersuai.
Pada masa ini, kabinet penerus yang paling biasa digunakan ialah jenis tirostor, yang disokong oleh pengeluar peralatan kerana masa penggunaannya yang lama, kestabilan yang tinggi, dan harga yang rendah. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh keperluan untuk menyesuaikan peralatan berskala besar kepada tenaga boleh diperbaharui bahagian hadapan, kecekapan penukaran kabinet penerus tirostor agak rendah. Pada masa ini, pelbagai pengeluar kabinet penerus sedang berusaha untuk menerima pakai kabinet penerus IGBT baharu. IGBT sudah sangat biasa dalam industri lain seperti kuasa angin, dan dipercayai bahawa kabinet penerus IGBT akan mempunyai perkembangan yang ketara pada masa hadapan.
- Sistem kabinet pengedaran
Kabinet pengedaran terutamanya digunakan untuk membekalkan kuasa kepada pelbagai komponen dengan motor dalam sistem pemisahan dan penulenan hidrogen oksigen di belakang peralatan pengeluaran hidrogen air elektrolitik, termasuk peralatan 400V atau biasanya dirujuk sebagai peralatan 380V. Peralatan ini termasuk pam edaran alkali dalam rangka kerja pemisahan oksigen hidrogen dan pam air solekan dalam sistem tambahan; Bekalan kuasa untuk wayar pemanasan dalam sistem pengeringan dan penulenan, serta sistem tambahan yang diperlukan untuk keseluruhan sistem seperti mesin air tulen, penyejuk, pemampat udara, menara penyejuk, dan pemampat hidrogen bahagian belakang, mesin penghidrogenan, dan sebagainya, juga termasuk bekalan kuasa untuk pencahayaan, pemantauan, dan sistem lain di seluruh stesen.
- Controsistem l
Sistem kawalan melaksanakan kawalan automatik PLC. PLC secara amnya menggunakan Siemens 1200 atau 1500, dan dilengkapi dengan skrin sentuh antara muka interaksi manusia-mesin. Paparan operasi dan parameter setiap sistem peralatan serta paparan logik kawalan direalisasikan pada skrin sentuh.
5. Sistem peredaran larutan alkali
Sistem ini terutamanya merangkumi peralatan utama berikut:
Pemisah oksigen hidrogen – Pam edaran larutan alkali – Injap – Penapis larutan alkali – Sel elektrolitik
Proses utama adalah seperti berikut: larutan alkali yang dicampur dengan hidrogen dan oksigen dalam pemisah oksigen hidrogen dipisahkan oleh pemisah gas-cecair dan direflukskan ke pam edaran larutan alkali. Pemisah hidrogen dan pemisah oksigen disambungkan di sini, dan pam edaran larutan alkali mengedarkan larutan alkali refluks ke injap dan penapis larutan alkali di hujung belakang. Selepas penapis menapis bendasing besar, larutan alkali diedarkan ke bahagian dalam sel elektrolitik.
6. Sistem hidrogen
Gas hidrogen dijana daripada bahagian elektrod katod dan sampai ke pemisah bersama-sama dengan sistem peredaran larutan alkali. Di dalam pemisah, gas hidrogen agak ringan dan dipisahkan secara semula jadi daripada larutan alkali, sampai ke bahagian atas pemisah. Kemudian, ia melalui saluran paip untuk pemisahan selanjutnya, disejukkan dengan air penyejuk, dan dikumpulkan oleh penangkap titisan untuk mencapai ketulenan kira-kira 99% sebelum sampai ke sistem pengeringan dan penulenan bahagian belakang.
Pemindahan: Pemindahan gas hidrogen terutamanya digunakan semasa tempoh permulaan dan penutupan, operasi yang tidak normal atau apabila ketulenan tidak memenuhi piawaian, serta untuk penyelesaian masalah.
7. Sistem oksigen
Laluan oksigen adalah serupa dengan hidrogen, kecuali ia dijalankan dalam pemisah yang berbeza.
Pengosongan: Pada masa ini, kebanyakan projek menggunakan kaedah pengosongan oksigen.
Penggunaan: Nilai penggunaan oksigen hanya bermakna dalam projek khas, seperti aplikasi yang boleh menggunakan hidrogen dan oksigen berketulenan tinggi, seperti pengeluar gentian optik. Terdapat juga beberapa projek besar yang telah memperuntukkan ruang untuk penggunaan oksigen. Senario aplikasi bahagian belakang adalah untuk penghasilan oksigen cecair selepas pengeringan dan penulenan, atau untuk oksigen perubatan melalui sistem penyebaran. Walau bagaimanapun, ketepatan senario penggunaan ini masih memerlukan pengesahan lanjut.
8. Sistem air penyejuk
Proses elektrolisis air merupakan tindak balas endotermik, dan proses penghasilan hidrogen mesti dibekalkan dengan tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, tenaga elektrik yang digunakan dalam proses elektrolisis air melebihi penyerapan haba teoritis tindak balas elektrolisis air. Dalam erti kata lain, sebahagian daripada elektrik yang digunakan dalam sel elektrolisis ditukar menjadi haba, yang terutamanya digunakan untuk memanaskan sistem peredaran larutan alkali pada mulanya, meningkatkan suhu larutan alkali kepada julat suhu yang diperlukan iaitu 90 ± 5 ℃ untuk peralatan. Jika sel elektrolisis terus beroperasi selepas mencapai suhu yang dinilai, haba yang dihasilkan perlu dijalankan oleh air penyejuk untuk mengekalkan suhu normal zon tindak balas elektrolisis. Suhu tinggi dalam zon tindak balas elektrolisis boleh mengurangkan penggunaan tenaga, tetapi jika suhu terlalu tinggi, diafragma ruang elektrolisis akan rosak, yang juga akan memudaratkan operasi jangka panjang peralatan.
Suhu operasi optimum untuk peranti ini perlu dikekalkan tidak lebih daripada 95 ℃. Di samping itu, hidrogen dan oksigen yang dihasilkan juga perlu disejukkan dan dinyahlembapkan, dan peranti penerus tirostor yang disejukkan dengan air juga dilengkapi dengan saluran paip penyejuk yang diperlukan.
Badan pam peralatan besar juga memerlukan penyertaan air penyejuk.
- Sistem pengisian dan pembersihan nitrogen
Sebelum penyahpepijatan dan pengendalian peranti, ujian kedap nitrogen perlu dijalankan pada sistem. Sebelum permulaan biasa, ia juga dikehendaki membersihkan fasa gas sistem 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 ada semasa permulaan, tidak perlu melakukan tindakan pembersihan. Walau bagaimanapun, jika tekanan telah berkurangan sepenuhnya, tindakan pembersihan nitrogen perlu dilakukan semula.
- Sistem pengeringan hidrogen (pemurnian) (pilihan)
Gas hidrogen yang disediakan daripada elektrolisis air dinyahlembapkan oleh pengering selari, dan akhirnya ditulenkan oleh penapis tiub nikel tersinter untuk mendapatkan gas hidrogen kering. Mengikut keperluan pengguna untuk hidrogen produk, sistem ini boleh menambah peranti penulenan, yang menggunakan penyahoksigenan pemangkin bimetalik paladium platinum untuk penulenan.
Hidrogen yang dihasilkan oleh unit pengeluaran hidrogen elektrolisis air dihantar ke unit penulenan hidrogen melalui tangki penimbal.
Gas hidrogen mula-mula melalui menara penyahoksigenan, dan di bawah tindakan mangkin, oksigen dalam gas hidrogen bertindak balas dengan gas hidrogen untuk menghasilkan air.
Formula tindak balas: 2H2+O2 2H2O.
Kemudian, gas hidrogen melalui kondenser hidrogen (yang menyejukkan gas untuk memeluwap wap air menjadi air, yang dilepaskan secara automatik ke luar sistem melalui pengumpul) dan memasuki menara penjerapan.
Masa siaran: 03 Dis-2024
