Јединица за производњу водоника електролизом укључује комплетан сет опреме за производњу водоника електролизом воде. Главна опрема је:
1. Електролизер
2. Уређај за одвајање гаса и течности
3. Систем за сушење и пречишћавање
4. Електрични део обухвата: трансформатор, ормар за исправљање, ормар за управљање PLC програмом, ормар за инструменте, ормар за дистрибуцију напајања, главни рачунар итд.
5. Помоћни систем углавном укључује: резервоар за алкалије, резервоар за воду са сировинама, пумпу за довод воде, боцу са азотом/сабирницу итд.
6. Укупни помоћни систем опреме укључује: машину за чисту воду, расхладни водени торањ, чилер, ваздушни компресор итд.
У јединици за производњу електролитичког водоника, вода се у електролизеру разлаже на један део водоника и 1/2 дела кисеоника под дејством једносмерне струје. Генерисани водоник и кисеоник се заједно са електролитом шаљу у сепаратор гаса и течности ради раздвајања. Водоник и кисеоник се хладе хладњацима водоника и кисеоника, а хватач капи хвата и уклања воду, а затим се под контролом управљачког система избацују напоље; електролит пролази кроз хладњак течности за водоник, кисеоник и алкалије, а затим се враћа у електролизер ради наставка електролизе.
Притисак у систему се подешава помоћу система за контролу притиска и система за контролу диференцијалног притиска како би се задовољили захтеви наредних процеса и складиштења.
Водоник произведен електролизом воде има предности високе чистоће и малог броја нечистоћа. Обично су нечистоће у водонику произведеном електролизом воде само кисеоник и вода, и никакве друге компоненте (што може избећи тровање неких катализатора), што пружа погодност за производњу водоника високе чистоће. Након пречишћавања, произведени гас може достићи индикаторе електронског индустријског гаса.
Водоник који производи уређај за производњу водоника пролази кроз пуфер резервоар како би се стабилизовао радни притисак система и додатно уклонила слободна вода у водонику.
Након што водоник уђе у уређај за пречишћавање водоника, водоник произведен електролизом воде се даље пречишћава, а кисеоник, вода и друге нечистоће у водонику се уклањају коришћењем принципа каталитичке реакције и адсорпције молекуларним ситом.
Опрема може подесити аутоматски систем подешавања за производњу водоника у складу са стварном ситуацијом. Промене у оптерећењу гасом ће изазвати флуктуације притиска у резервоару за складиштење водоника. Предајник притиска инсталиран на резервоару за складиштење ће емитовати сигнал од 4-20mA и послати га PLC-у. Након упоређивања оригиналне подешене вредности и извршавања инверзне трансформације и PID прорачуна, емитује се сигнал од 20~4mA и шаље се исправљачу ради подешавања величине струје електролизе, чиме се постиже сврха аутоматског подешавања производње водоника у складу са променама у оптерећењу водоником.
Опрема за производњу водоника електролизом алкалне воде углавном укључује следеће системе:
(1) Систем за воду са сировинама
Једино што реагује у процесу производње водоника електролизом воде је вода (H2O), коју је потребно континуирано допуњавати сировом водом помоћу пумпе за допуњавање воде. Позиција за допуњавање воде је на сепаратору водоника или кисеоника. Поред тога, мала количина водоника и кисеоника мора се одвести када излази из система. влаге. Потрошња воде код мале опреме је 1L/Nm³H2, а код велике опреме може се смањити на 0,9L/Nm³H2. Систем континуирано допуњава сирову воду. Допуњавањем воде може се одржати стабилност нивоа алкалне течности и концентрације алкалија, а реакциони раствор се може благовремено допуњавати. воде како би се одржала концентрација лужине.
2) Систем трансформаторског исправљача
Овај систем се углавном састоји од два уређаја: трансформатора и исправљачког ормара. Његова главна функција је претварање наизменичне струје од 10/35KV коју обезбеђује власник улазног уређаја у једносмерну струју потребну електролизеру и довод једносмерне струје до електролизера. Део испоручене енергије се користи за директно разлагање воде. Молекули су водоник и кисеоник, а други део генерише топлоту, коју хладњак луга одводи кроз расхладну воду.
Већина трансформатора је уљног типа. Ако се постављају у затвореном простору или унутар контејнера, могу се користити трансформатори сувог типа. Трансформатори који се користе у опреми за производњу водоника електролитичком методом су специјални трансформатори и потребно их је ускладити са подацима сваког електролизера, тако да су прилагођена опрема.
(3) систем разводног ормара за напајање
Разводни ормар се углавном користи за напајање опреме од 400V или познатије као 380V за различите компоненте са моторима у системима за одвајање и пречишћавање водоника и кисеоника иза опреме за производњу водоника електролитичком водоником. Опрема укључује циркулацију алкалија у оквиру за одвајање водоника и кисеоника. Пумпе, пумпе за допуњавање воде у помоћним системима; грејне жице у системима за сушење и пречишћавање и помоћни системи потребни за цео систем, као што су машине за чисту воду, чилери, ваздушни компресори, расхладни торњеви и задњи водонични компресори, машине за хидрогенацију и друга опрема. Напајање такође укључује напајање за осветљење, праћење и друге системе целе станице.
(4) систем управљања
Систем управљања имплементира аутоматско управљање помоћу PLC-а. PLC генерално користи Siemens 1200 или 1500. Опремљен је екраном осетљивим на додир за интеракцију човек-рачунар, а рад и приказ параметара сваког система опреме и приказ управљачке логике остварени су на екрану осетљивом на додир.
5) Систем за циркулацију алкалија
Овај систем углавном укључује следећу главну опрему:
Сепаратор водоника и кисеоника - пумпа за циркулацију алкалија - вентил - филтер за алкалије - електролизер
Главни процес је: алкална течност помешана са водоником и кисеоником у сепаратору водоника и кисеоника одваја се помоћу сепаратора гаса и течности, а затим се враћа у циркулациону пумпу за алкалну течност. Овде су сепаратор водоника и сепаратор кисеоника повезани, а циркулациона пумпа за алкалну течност ће се рефлуксовати. Алкална течност циркулише до вентила и филтера за алкалну течност на задњем крају. Након што филтер филтрира велике нечистоће, алкална течност циркулише у унутрашњост електролизера.
(6) Водонични систем
Водоник се генерише са стране катодне електроде и стиже до сепаратора заједно са системом за циркулацију алкалне течности. У сепаратору, пошто је сам водоник релативно лаган, он ће се природно одвојити од алкалне течности и стићи до горњег дела сепаратора, а затим проћи кроз цевовод ради даљег одвајања и хлађења. Након хлађења водом, хватач капи хвата капи и достиже чистоћу од око 99%, које стижу до система за сушење и пречишћавање на задњем делу.
Евакуација: Евакуација водоника се углавном користи за евакуацију током покретања и гашења, абнормалног рада или квара чистоће и евакуације у случају квара.
(7) Систем кисеоника
Путања за кисеоник је слична оном за водоник, али у другом сепаратору.
Евакуација: Тренутно се већина пројеката са кисеоником третира евакуацијом.
Употреба: Вредност употребе кисеоника је значајна само у посебним пројектима, као што су неки сценарији примене који могу користити и водоник и кисеоник високе чистоће, као што су произвођачи оптичких влакана. Постоје и неки велики пројекти који су резервисали простор за употребу кисеоника. Сценарији примене на крају су производња течног кисеоника након сушења и пречишћавања или употреба медицинског кисеоника путем система за дисперзију. Међутим, усавршавање ових сценарија употребе тек треба да се утврди. Даља потврда.
(8) систем расхладне воде
Процес електролизе воде је ендотермна реакција. Процес производње водоника мора се снабдевати електричном енергијом. Међутим, електрична енергија коју троши процес електролизе воде превазилази теоријску апсорпцију топлоте реакције електролизе воде. То јест, део електричне енергије коју користи електролизер претвара се у топлоту. Овај део топлоте се углавном користи за загревање система за циркулацију алкалија на почетку, тако да температура раствора алкалија порасте до температурног опсега од 90±5°C који је потребан опреми. Ако електролизер настави да ради након достизања номиналне температуре, произведена топлота мора се користити. Расхладна вода се доводи да би се одржала нормална температура зоне реакције електролизе. Висока температура у зони реакције електролизе може смањити потрошњу енергије, али ако је температура превисока, мембрана коморе за електролизу ће бити уништена, што ће такође бити штетно за дугорочни рад опреме.
Овај уређај захтева да радна температура буде одржавана на највише 95°C. Поред тога, генерисани водоник и кисеоник такође морају бити хлађени и одвлажени, а силицијумски исправљачки уређај са водом хлађењем је такође опремљен потребним расхладним цевима.
Тело пумпе велике опреме такође захтева учешће воде за хлађење.
(9) Систем за пуњење азотом и прочишћавање азотом
Пре отклањања грешака и рада уређаја, систем мора бити напуњен азотом ради испитивања непропусности ваздуха. Пре нормалног покретања, гасна фаза система такође мора бити прочишћена азотом како би се осигурало да је гас у простору гасне фазе са обе стране водоника и кисеоника ван запаљивог и експлозивног подручја.
Након што се опрема искључи, контролни систем ће аутоматски одржавати притисак и задржати одређену количину водоника и кисеоника унутар система. Ако се притисак и даље налази када се опрема укључи, нема потребе за чишћењем. Међутим, ако се сав притисак уклони, биће потребно поново чишћење. Акција чишћења азотом.
(10) Систем за сушење (пречишћавање) водоника (опционо)
Водоник произведен електролизом воде се одвлажује паралелним сушачем, а на крају се отпрашује синтерованим никл цевастим филтером да би се добио суви водоник. (У складу са захтевима корисника за произведени водоник, систем може додати уређај за пречишћавање, а пречишћавање користи паладијум-платина биметални каталитички деоксидацију).
Водоник произведен уређајем за производњу водоника електролизом воде се шаље у уређај за пречишћавање водоника кроз бафер резервоар.
Водоник прво пролази кроз торањ за деоксигенацију. Под дејством катализатора, кисеоник у водонику реагује са водоником и ствара воду.
Реакциона формула: 2H2+O2 2H2O.
Затим, водоник пролази кроз кондензатор водоника (који хлади гас да би кондензовао водену пару у гасу и створио воду, а кондензована вода се аутоматски испушта из система кроз сакупљач течности) и улази у адсорпциони торањ.
Време објаве: 14. мај 2024.
