Електролитичкиводоникпроизводна јединица укључује комплетан сет за електролизу водеводоникпроизводна опрема, а главна опрема укључује:
1. Електролитичка ћелија
2. Уређај за одвајање гаса и течности
3. Систем за сушење и пречишћавање
4. Електрични део обухвата: трансформатор, ормар исправљача, ормар за управљање ПЛЦ-ом, ормар за инструменте, разводни ормар, горњи рачунар итд.
5. Помоћни систем углавном обухвата: резервоар за алкални раствор, резервоар за воду са сировинама, пумпу за надокнаду воде, боцу/сабирницу са азотом итд./ 6. Укупни помоћни систем опреме обухвата: машину за чисту воду, расхладни торањ, чилер, ваздушни компресор итд.
хладњаци водоника и кисеоника, а вода се сакупља помоћу хватача капи пре него што се испусти под контролом система управљања; електролит пролази крозводоники филтери за кисеонично-алкалне киселине, хладњаци водоника и кисеонично-алкалних киселина респективно под дејством циркулационе пумпе, а затим се враћа у електролитичку ћелију за даљу електролизу.
Притисак у систему регулише систем за контролу притиска и систем за контролу диференцијалног притиска како би се задовољили захтеви низводних процеса и складиштења.
Водоник произведен електролизом воде има предности високе чистоће и ниског садржаја нечистоћа. Обично су нечистоће у водонику произведеном електролизом воде само кисеоник и вода, без других компоненти (што може избећи тровање одређених катализатора). Ово пружа погодност за производњу водоника високе чистоће, а пречишћени гас може да испуни стандарде индустријских гасова електронског квалитета.
Водоник који производи јединица за производњу водоника пролази кроз бафер резервоар како би се стабилизовао радни притисак система и додатно уклонила слободна вода из водоника.
Након уласка у уређај за пречишћавање водоника, водоник произведен електролизом воде се даље пречишћава, користећи принципе каталитичке реакције и адсорпције молекуларним ситом како би се уклонили кисеоник, вода и друге нечистоће из водоника.
Опрема може подесити аутоматски систем за подешавање производње водоника у складу са стварном ситуацијом. Промене у оптерећењу гасом ће изазвати флуктуације притиска у резервоару за складиштење водоника. Предајник притиска инсталиран на резервоару ће слати сигнал од 4-20mA PLC-у ради поређења са оригиналном подешеном вредношћу, а након инверзне трансформације и PID израчунавања, слаће сигнал од 20-4mA исправљачу ради подешавања величине струје електролизе, чиме се постиже сврха аутоматског подешавања производње водоника у складу са променама у оптерећењу водоником.
Једина реакција у процесу производње водоника електролизом воде је вода (H2O), којој је потребно континуирано додавати сирову воду помоћу пумпе за допуњавање воде. Позиција за допуњавање се налази на сепаратору водоника или кисеоника. Поред тога, водоник и кисеоник морају да одузму малу количину воде када напуштају систем. Опрема са малом потрошњом воде може да потроши 1L/Nm³ H2, док већа опрема може да је смањи на 0,9L/Nm³ H2. Систем континуирано допуњава сирову воду, што може да одржи стабилност нивоа и концентрације алкалне течности. Такође може благовремено да допуњава реаговану воду како би се одржала концентрација алкалног раствора.
- Систем трансформаторског исправљача
Овај систем се углавном састоји од два уређаја, трансформатора и исправљачког кућишта. Његова главна функција је претварање наизменичне струје од 10/35KV коју обезбеђује власник предњег дела система у једносмерну струју потребну електролитској ћелији и довод једносмерне струје до електролитске ћелије. Део испоручене снаге се користи за директно разлагање молекула воде на водоник и кисеоник, а други део генерише топлоту, коју алкални хладњак преноси 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 за опрему за производњу водоника електролитичком млазом воде су специјални трансформатори који морају бити усклађени са подацима сваке електролитичке ћелије, тако да су прилагођена опрема.
Тренутно, најчешће коришћени исправљачки ормар је тиристорског типа, који произвођачи опреме подржавају због дугог времена употребе, високе стабилности и ниске цене. Међутим, због потребе да се велика опрема прилагоди обновљивим изворима енергије на почетку, ефикасност конверзије тиристорских исправљачких ормара је релативно ниска. Тренутно, различити произвођачи исправљачких ормара теже да усвоје нове IGBT исправљачке ормаре. IGBT је већ веома чест у другим индустријама, као што је енергија ветра, и верује се да ће IGBT исправљачки ормари доживети значајан развој у будућности.
- Систем разводних ормара
Разводни ормар се углавном користи за напајање различитих компоненти са моторима у систему за одвајање и пречишћавање водоника и кисеоника иза опреме за производњу водоника из електролитичке воде, укључујући опрему од 400 V или уобичајено познату као опрема од 380 V. Опрема укључује пумпу за циркулацију алкалија у оквиру за одвајање водоника и кисеоника и пумпу за надокнаду воде у помоћном систему; напајање за грејне жице у систему за сушење и пречишћавање, као и помоћне системе потребне за цео систем, као што су машине за чисту воду, чилери, ваздушни компресори, расхладни торњеви и задњи водонични компресори, машине за хидрогенацију итд., такође укључује напајање за осветљење, праћење и друге системе целе станице.
- Cуводл систем
Систем управљања имплементира аутоматско управљање помоћу PLC-а. PLC генерално користи Siemens 1200 или 1500 и опремљен је екраном осетљивим на додир за интеракцију човек-машина. Рад и приказ параметара сваког система опреме, као и приказ управљачке логике, остварени су на екрану осетљивом на додир.
5. Систем за циркулацију алкалног раствора
Овај систем углавном укључује следећу главну опрему:
Сепаратор водоника и кисеоника – Циркулациона пумпа за алкални раствор – Вентил – Филтер за алкални раствор – Електролитичка ћелија
Главни процес је следећи: алкални раствор помешан са водоником и кисеоником у сепаратору водоника и кисеоника се одваја помоћу сепаратора гаса и течности и рефлуксује до циркулационе пумпе алкалног раствора. Сепаратор водоника и сепаратор кисеоника су овде повезани, а циркулациона пумпа алкалног раствора циркулише рефлуксовани алкални раствор до вентила и филтера алкалног раствора на задњем крају. Након што филтер филтрира велике нечистоће, алкални раствор циркулише у унутрашњост електролитичке ћелије.
6. Водонични систем
Водоник се генерише са стране катодне електроде и стиже до сепаратора заједно са системом за циркулацију алкалног раствора. Унутар сепаратора, водоник је релативно лаган и природно се одваја од алкалног раствора, достижући горњи део сепаратора. Затим пролази кроз цевоводе за даље одвајање, хлади се расхладном водом и сакупља се помоћу хватача капи да би се постигла чистоћа од око 99% пре него што стигне до система за сушење и пречишћавање на крају.
Евакуација: Евакуација водоничног гаса се углавном користи током периода покретања и гашења, ненормалног рада или када чистоћа не испуњава стандарде, као и за решавање проблема.
7. Систем кисеоника
Пут кисеоника је сличан путу водоника, осим што се одвија у различитим сепараторима.
Пражњење: Тренутно, већина пројеката користи метод пражњења кисеоника.
Употреба: Вредност употребе кисеоника је значајна само у посебним пројектима, као што су примене које могу да користе и водоник и кисеоник високе чистоће, као што су произвођачи оптичких влакана. Постоје и неки велики пројекти који су резервисали простор за коришћење кисеоника. Сценарији позадинске примене су за производњу течног кисеоника након сушења и пречишћавања или за медицински кисеоник путем система за дисперзију. Међутим, прецизност ових сценарија употребе и даље захтева даљу потврду.
8. Систем расхладне воде
Процес електролизе воде је ендотермна реакција и процес производње водоника мора бити снабдеван електричном енергијом. Међутим, електрична енергија потрошена у процесу електролизе воде превазилази теоријску апсорпцију топлоте реакције електролизе воде. Другим речима, део електричне енергије која се користи у ћелији за електролизу претвара се у топлоту, која се углавном користи за загревање система за циркулацију алкалног раствора на почетку, подижући температуру алкалног раствора на потребни температурни опсег од 90 ± 5 ℃ за опрему. Ако ћелија за електролизу настави да ради након достизања номиналне температуре, генерисана топлота мора се одвести хлађењем воде како би се одржала нормална температура зоне реакције електролизе. Висока температура у зони реакције електролизе може смањити потрошњу енергије, али ако је температура превисока, дијафрагма коморе за електролизу ће бити оштећена, што ће такође бити штетно за дугорочни рад опреме.
Оптимална радна температура за овај уређај мора се одржавати на највише 95 ℃. Поред тога, генерисани водоник и кисеоник такође треба хладити и одвлаживати, а тиристорски исправљач са воденим хлађењем је такође опремљен потребним расхладним цевима.
Тело пумпе велике опреме такође захтева учешће воде за хлађење.
- Систем за пуњење азотом и чишћење азотом
Пре отклањања грешака и рада уређаја, треба спровести тест непропусности система азотом. Пре нормалног покретања, такође је потребно прочистити гасну фазу система азотом како би се осигурало да је гас у простору гасне фазе са обе стране водоника и кисеоника далеко од запаљивог и експлозивног опсега.
Након што се опрема искључи, контролни систем ће аутоматски одржавати притисак и задржати одређену количину водоника и кисеоника унутар система. Ако је притисак и даље присутан током покретања, нема потребе за чишћењем. Међутим, ако се притисак потпуно смањи, потребно је поново извршити чишћење азотом.
- Систем за сушење (пречишћавање) водоника (опционо)
Водоник добијен електролизом воде се дехумидификује паралелним сушачем, а на крају се пречишћава синтерованим никлованим цевним филтером да би се добио суви водоник. У складу са захтевима корисника за произведени водоник, систем може додати уређај за пречишћавање, који користи паладијум-платина биметални каталитички деоксигенацију за пречишћавање.
Водоник произведен у јединици за производњу водоника електролизом воде се шаље у јединицу за пречишћавање водоника кроз бафер резервоар.
Водоник прво пролази кроз торањ за деоксигенацију, и под дејством катализатора, кисеоник у водонику реагује са водоником и ствара воду.
Реакциона формула: 2H2+O2 2H2O.
Затим, водоник пролази кроз водонични кондензатор (који хлади гас да би кондензовао водену пару у воду, која се аутоматски испушта ван система кроз колектор) и улази у адсорпциони торањ.
Време објаве: 03.12.2024.
