Електролитичкиводоникпроизводна јединица укључује комплетан сет електролизе водеводоникпроизводну опрему, са главном опремом која укључује:
1. Електролитичка ћелија
2. Уређај за одвајање течности гаса
3. Систем за сушење и пречишћавање
4. Електрични део обухвата: трансформатор, орман исправљача, ПЛЦ контролни орман, орман за инструменте, разводни орман, горњи рачунар итд.
5. Помоћни систем углавном укључује: резервоар за алкални раствор, резервоар за воду сировог материјала, пумпу за допунску воду, цилиндар са азотом / сабирницу, итд. ваздушни компресор итд
хладњаци водоника и кисеоника, а вода се сакупља капаљком пре него што се пошаље под контролу контролног система; Електролит пролазиводоники кисеоник алкални филтери, водоник и алкални хладњак кисеоника респективно под дејством циркулационе пумпе, а затим се враћа у електролитичку ћелију на даљу електролизу.
Притисак у систему се регулише системом за контролу притиска и системом за контролу диференцијалног притиска како би се испунили захтеви нижих процеса и складиштења.
Водоник произведен електролизом воде има предности високе чистоће и ниске нечистоће. Обично су нечистоће у гасовитом водонику који настаје електролизом воде само кисеоник и вода, без других компоненти (које могу избећи тровање одређених катализатора). Ово пружа погодност за производњу гаса водоника високе чистоће, а пречишћени гас може задовољити стандарде индустријских гасова електронског квалитета.
Водоник који производи јединица за производњу водоника пролази кроз пуфер резервоар да стабилизује радни притисак система и даље уклања слободну воду из водоника.
Након уласка у уређај за пречишћавање водоника, водоник произведен електролизом воде се даље пречишћава, користећи принципе каталитичке реакције и адсорпције на молекуларном ситу за уклањање кисеоника, воде и других нечистоћа из водоника.
Опрема може поставити аутоматски систем за подешавање производње водоника према стварној ситуацији. Промене у оптерећењу гасом ће изазвати флуктуације притиска у резервоару за складиштење водоника. Предајник притиска инсталиран на резервоару за складиштење ће емитовати сигнал од 4-20 мА у ПЛЦ за упоређивање са оригиналном подешеном вредношћу, а након инверзне трансформације и ПИД израчунавања, емитовати сигнал од 20-4 мА у ормарић исправљача да би се прилагодила величина струја електролизе, чиме се постиже сврха аутоматског прилагођавања производње водоника према променама оптерећења водоником.
Једина реакција у процесу производње водоника електролизом воде је вода (Х2О), коју је потребно континуирано снабдевати сировом водом преко пумпе за допуну воде. Положај за допуњавање се налази на сепаратору водоника или кисеоника. Поред тога, водоник и кисеоник треба да одузму малу количину воде када напуштају систем. Опрема са малом потрошњом воде може да потроши 1Л/Нм ³ Х2, док већа опрема може да смањи на 0,9 Л/Нм ³ Х2. Систем континуирано допуњује сирову воду, што може одржати стабилност нивоа и концентрације алкалне течности. Такође може да допуни реаговану воду на време да би се одржала концентрација алкалног раствора.
- Трансформаторски исправљачки систем
Овај систем се углавном састоји од два уређаја, трансформатора и исправљача. Његова главна функција је да конвертује 10/35КВ наизменичну струју коју обезбеђује власник фронт-енда у једносмерну снагу коју захтева електролитичка ћелија и снабдева ДЦ напајање електролитичкој ћелији. Део испоручене снаге користи се за директну разградњу молекула воде на водоник и кисеоник, а други део генерише топлоту, коју алкални хладњак изводи кроз расхладну воду.
Већина трансформатора је уљног типа. Ако се постављају у затвореном простору или унутар контејнера, могу се користити суви трансформатори. Трансформатори који се користе за опрему за производњу водоника у електролитичкој води су специјални трансформатори који се морају ускладити према подацима сваке електролитичке ћелије, тако да су опрема прилагођена потребама.
Тренутно, најчешће коришћени исправљачки орман је тиристорски, који произвођачи опреме подржавају због дугог времена коришћења, високе стабилности и ниске цене. Међутим, због потребе да се опрема великих размера прилагоди фронт-енд обновљивој енергији, ефикасност конверзије тиристорских исправљачких ормана је релативно ниска. Тренутно, различити произвођачи исправљачких ормара настоје да усвоје нове ИГБТ исправљачке ормаре. ИГБТ је већ веома чест у другим индустријама као што је енергија ветра, а верује се да ће ИГБТ исправљачки ормари имати значајан развој у будућности.
- Систем разводних ормана
Разводни орман се углавном користи за напајање различитих компоненти са моторима у систему за одвајање и пречишћавање кисеоника водоника иза опреме за производњу водоника за електролитичку воду, укључујући опрему од 400В или која се обично назива 380В. Опрема укључује алкалну циркулациону пумпу у оквиру за одвајање водоника и кисеоника и пумпу за допунску воду у помоћном систему; Напајање грејних жица у систему за сушење и пречишћавање, као и помоћни системи потребни за цео систем као што су машине за чисту воду, чилери, ваздушни компресори, расхладни торњеви, и бацк-енд компресори водоника, машине за хидрогенацију итд. ., такође укључује напајање за осветљење, надзор и друге системе целе станице.
- Cонтрол систем
Управљачки систем имплементира ПЛЦ аутоматску контролу. ПЛЦ генерално прихвата Сиеменс 1200 или 1500, и опремљен је екраном осетљивим на додир са интерфејсом човек-машина. Рад и приказ параметара сваког система опреме као и приказ управљачке логике се реализују на екрану осетљивом на додир.
5. Систем циркулације алкалног раствора
Овај систем углавном укључује следећу главну опрему:
Одвајач кисеоника водоника – 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 кисеоника водоника се одваја сепаратором гас-течност и рефлуксује у циркулациону пумпу за алкални раствор. Овде су спојени сепаратор водоника и сепаратор кисеоника, а циркулациона пумпа за алкални раствор 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. Систем водоника
Гас 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 одвојен од алкалног раствора, достижући горњи део сепаратора. Затим пролази кроз цевоводе за даље одвајање, хлади се расхладном водом и сакупља хватач капања да би се постигла чистоћа од око 99% пре него што дође до задњег система за сушење и пречишћавање.
Евакуација: Евакуација гаса водоника се углавном користи током периода покретања и искључивања, ненормалних операција или када чистоћа не задовољава стандарде, као и за решавање проблема.
7. Систем кисеоника
Пут кисеоника је сличан путу водоника, само што се одвија у различитим сепараторима.
Пражњење: Тренутно већина пројеката користи метод пражњења кисеоника.
Коришћење: Искоришћена вредност кисеоника је значајна само у посебним пројектима, као што су апликације које могу да користе и водоник и кисеоник високе чистоће, као што су произвођачи оптичких влакана. Постоје и велики пројекти који имају резервисан простор за коришћење кисеоника. Позадински сценарији примене су за производњу течног кисеоника након сушења и пречишћавања, или за медицински кисеоник кроз дисперзионе системе. Међутим, прецизност ових сценарија коришћења и даље треба да буде потврђена.
8. Систем воде за хлађење
Процес електролизе воде је ендотермна реакција, а процес производње водоника мора бити снабдевен 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 циркулације алкалног раствора на почетку, подижући температуру алкалног раствора до потребног температурног опсега од 90 ± 5 ℃ за опрему. Ако ћелија за електролизу настави да ради након достизања називне температуре, произведена топлота треба да се изведе расхладном водом да би се одржала нормална температура реакционе зоне електролизе. Висока температура у зони реакције електролизе може смањити потрошњу енергије, али ако је температура превисока, доћи ће до оштећења дијафрагме коморе за електролизу, што ће такође бити штетно за дуготрајан рад опреме.
Оптимална радна температура за овај уређај мора бити одржавана на највише 95 ℃. Поред тога, генерисани водоник и кисеоник такође треба да се расхладе и одвлаже, а тиристорски исправљач са воденим хлађењем је такође опремљен неопходним цевоводима за хлађење.
Тело пумпе велике опреме такође захтева учешће расхладне воде.
- Пуњење азотом и систем за пречишћавање азотом
Пре отклањања грешака и рада са уређајем, потребно је извршити тест непропусности азота на систему. Пре нормалног покретања, такође је потребно да се гасна фаза система прочисти 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 прочишћавањем. Међутим, ако се притисак потпуно смањи, потребно је поново извршити акцију прочишћавања азотом.
- Систем за сушење (пречишћавање) водоника (опционо)
Гас водоник припремљен електролизом воде се дехумидификује у паралелном сушачу и коначно пречишћава филтером од синтероване цеви од никла да би се добио суви водоник. У складу са захтевима корисника за водоник за производ, систем може додати уређај за пречишћавање, који користи паладијум платину биметалну каталитичку деоксигенацију за пречишћавање.
Водоник произведен у јединици за производњу водоника за електролизу воде се шаље у јединицу за пречишћавање водоника кроз пуфер резервоар.
Гас водоника прво пролази кроз торањ за деоксигенацију, а под дејством катализатора, кисеоник у гасовитом водонику реагује са гасовитим водоником и производи воду.
Реакциона формула: 2Х2+О2 2Х2О.
Затим, гас водоник пролази кроз кондензатор водоника (који хлади гас да би кондензовао водену пару у воду, која се аутоматски испушта ван система кроз колектор) и улази у адсорпциони торањ.
Време поста: 03.12.2024
