Elektrolitikhidrogenunit pengeluaran termasuk set lengkap elektrolisis airhidrogenperalatan pengeluaran, dengan peralatan utama termasuk:
1. Sel elektrolitik
2. Peranti pengasingan cecair gas
3. Sistem pengeringan dan penulenan
4. Bahagian elektrik termasuk: pengubah, kabinet penerus, kabinet kawalan PLC, kabinet instrumen, kabinet pengedaran, komputer atas, dll
5. Sistem tambahan terutamanya termasuk: tangki larutan alkali, tangki air bahan mentah, pam air solek, silinder nitrogen/busbar, dll/ 6. Sistem tambahan keseluruhan peralatan termasuk: mesin air tulen, menara penyejuk, penyejuk, pemampat udara, dsb
penyejuk hidrogen dan oksigen, dan air dikumpulkan dengan perangkap titisan sebelum dihantar keluar di bawah kawalan sistem kawalan; Elektrolit melepasihidrogendan penapis alkali oksigen, penyejuk alkali hidrogen dan 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 hiliran dan penyimpanan.
Hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air mempunyai kelebihan ketulenan tinggi dan kekotoran rendah. Biasanya, kekotoran dalam gas hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air hanyalah oksigen dan air, tanpa komponen lain (yang boleh mengelakkan keracunan pemangkin tertentu). Ini memberikan kemudahan untuk menghasilkan gas hidrogen ketulenan tinggi, dan gas yang telah dimurnikan boleh memenuhi piawaian gas industri gred elektronik.
Hidrogen yang dihasilkan oleh unit pengeluaran hidrogen melalui tangki penampan untuk menstabilkan tekanan kerja sistem dan seterusnya mengeluarkan air bebas daripada hidrogen.
Selepas memasuki peranti penulenan hidrogen, hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air disucikan lagi, menggunakan prinsip tindak balas pemangkin dan penjerapan ayak molekul untuk mengeluarkan oksigen, air, dan kekotoran lain daripada hidrogen.
Peralatan boleh menyediakan sistem pelarasan pengeluaran hidrogen automatik mengikut keadaan sebenar. Perubahan dalam 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 set asal, dan selepas transformasi songsang dan pengiraan PID, mengeluarkan isyarat 20-4mA ke kabinet penerus untuk melaraskan saiz arus elektrolisis, dengan itu mencapai tujuan pelarasan automatik pengeluaran hidrogen mengikut perubahan dalam 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 penambahan air. Kedudukan pengisian semula terletak pada pemisah hidrogen atau oksigen. Di samping itu, hidrogen dan oksigen perlu mengambil sedikit air apabila meninggalkan sistem. Peralatan dengan penggunaan air yang rendah boleh menggunakan 1L/Nm ³ H2, manakala peralatan yang lebih besar boleh mengurangkannya kepada 0.9L/Nm ³ H2. Sistem ini secara berterusan menambah air mentah, yang boleh mengekalkan kestabilan paras dan kepekatan cecair alkali. Ia juga boleh menambah air yang bertindak balas tepat pada masanya untuk mengekalkan kepekatan larutan alkali.
- Sistem penerus pengubah
Sistem ini terutamanya terdiri daripada dua peranti, pengubah 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 secara langsung molekul air menjadi hidrogen dan oksigen, dan sebahagian lagi menghasilkan haba, yang dijalankan oleh penyejuk alkali melalui air penyejuk.
Kebanyakan transformer adalah jenis minyak. Jika diletakkan di dalam 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 yang disesuaikan.
Pada masa ini, kabinet penerus yang paling biasa digunakan ialah jenis thyristor, yang disokong oleh pengeluar peralatan kerana masa penggunaannya yang lama, kestabilan yang tinggi dan harga yang rendah. Walau bagaimanapun, disebabkan keperluan untuk menyesuaikan peralatan berskala besar kepada tenaga boleh diperbaharui bahagian hadapan, kecekapan penukaran kabinet penerus thyristor adalah agak rendah. Pada masa ini, pelbagai pengeluar kabinet penerus sedang berusaha untuk menggunakan 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 digunakan terutamanya untuk membekalkan kuasa kepada pelbagai komponen dengan motor dalam sistem pengasingan dan penulenan oksigen hidrogen di belakang peralatan pengeluaran hidrogen air elektrolitik, termasuk 400V atau biasanya dirujuk sebagai peralatan 380V. Peralatan termasuk pam edaran alkali dalam rangka kerja pengasingan 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 hujung belakang, mesin penghidrogenan, dsb. ., juga termasuk bekalan kuasa untuk pencahayaan, pemantauan dan sistem lain seluruh stesen.
- Control sistem
Sistem kawalan melaksanakan kawalan automatik PLC. PLC umumnya 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 termasuk peralatan utama berikut:
Pemisah oksigen hidrogen – Pam edaran larutan alkali – Injap – Penapis larutan alkali – Sel elektrolitik
Proses utama adalah seperti berikut: larutan alkali bercampur dengan hidrogen dan oksigen dalam pemisah oksigen hidrogen dipisahkan oleh pemisah gas-cecair dan refluks 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 kekotoran yang besar, larutan alkali diedarkan ke bahagian dalam sel elektrolitik.
6. Sistem hidrogen
Gas hidrogen dihasilkan dari sisi elektrod katod dan mencapai pemisah bersama-sama dengan sistem peredaran larutan alkali. Di dalam pemisah, gas hidrogen agak ringan dan secara semula jadi dipisahkan daripada larutan alkali, mencapai bahagian atas pemisah. Kemudian, ia melalui saluran paip untuk pengasingan selanjutnya, disejukkan dengan air penyejuk, dan dikumpulkan oleh penangkap titisan untuk mencapai ketulenan kira-kira 99% sebelum mencapai sistem pengeringan dan penulenan bahagian belakang.
Pemindahan: Pemindahan gas hidrogen digunakan terutamanya semasa tempoh permulaan dan penutupan, operasi 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.
Mengosongkan: Pada masa ini, kebanyakan projek menggunakan kaedah mengosongkan oksigen.
Penggunaan: Nilai penggunaan oksigen hanya bermakna dalam projek khas, seperti aplikasi yang boleh menggunakan kedua-dua hidrogen dan oksigen ketulenan tinggi, seperti pengeluar gentian optik. Terdapat juga beberapa projek besar yang telah menyediakan ruang untuk penggunaan oksigen. Senario aplikasi bahagian belakang adalah untuk pengeluaran 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 adalah tindak balas endotermik, dan proses pengeluaran hidrogen mesti dibekalkan dengan tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, tenaga elektrik yang digunakan dalam proses elektrolisis air melebihi penyerapan haba teori tindak balas elektrolisis air. Dalam erti kata lain, sebahagian daripada elektrik yang digunakan dalam sel elektrolisis ditukar kepada haba, yang digunakan terutamanya untuk memanaskan sistem peredaran larutan alkali pada mulanya, meningkatkan suhu larutan alkali kepada julat suhu yang diperlukan 90 ± 5 ℃ untuk peralatan. Jika sel elektrolisis terus beroperasi selepas mencapai suhu terkadar, haba yang dijana perlu dijalankan dengan menyejukkan air 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 kebuk elektrolisis akan rosak, yang juga akan memudaratkan operasi jangka panjang peralatan.
Suhu operasi optimum untuk peranti ini perlu dikekalkan pada tidak lebih daripada 95 ℃. Di samping itu, hidrogen dan oksigen yang dihasilkan juga perlu disejukkan dan dinyahlembapkan, dan peranti penerus thyristor yang disejukkan air juga dilengkapi dengan saluran paip penyejukan yang diperlukan.
Badan pam peralatan besar juga memerlukan penyertaan air penyejuk.
- Sistem pengisian nitrogen dan pembersihan nitrogen
Sebelum menyahpepijat dan mengendalikan peranti, ujian keketatan nitrogen hendaklah dijalankan pada sistem. Sebelum permulaan biasa, ia juga diperlukan untuk membersihkan fasa gas sistem dengan nitrogen untuk memastikan bahawa gas dalam ruang fasa gas pada kedua-dua belah hidrogen dan oksigen berada jauh dari julat mudah terbakar dan meletup.
Selepas peralatan dimatikan, sistem kawalan secara automatik akan mengekalkan tekanan dan mengekalkan sejumlah hidrogen dan oksigen di dalam sistem. Jika tekanan masih ada semasa permulaan, tidak perlu melakukan tindakan pembersihan. Walau bagaimanapun, jika tekanan dilegakan sepenuhnya, tindakan pembersihan nitrogen perlu dilakukan semula.
- Sistem pengeringan hidrogen (pembersihan) (pilihan)
Gas hidrogen yang disediakan daripada elektrolisis air dinyahlembapkan oleh pengering selari, dan akhirnya disucikan oleh penapis tiub nikel tersinter untuk mendapatkan gas hidrogen kering. Mengikut keperluan pengguna untuk produk hidrogen, sistem boleh menambah peranti penulenan, yang menggunakan palladium platinum dwimetallic catalytic deoxygenation 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 pemangkin, oksigen dalam gas hidrogen bertindak balas dengan gas hidrogen untuk menghasilkan air.
Formula tindak balas: 2H2+O2 2H2O.
Kemudian, gas hidrogen melalui pemeluwap hidrogen (yang menyejukkan gas untuk memekatkan wap air ke dalam air, yang secara automatik dilepaskan ke luar sistem melalui pengumpul) dan memasuki menara penjerapan.
Masa siaran: Dis-03-2024
