Jedinica za proizvodnju vodika elektrolizom uključuje kompletan set opreme za proizvodnju vodika elektrolizom vode. Glavna oprema je:
1. Elektrolizator
2. Uređaj za odvajanje plina i tekućine
3. Sustav sušenja i pročišćavanja
4. Električni dio uključuje: transformator, ispravljački ormar, upravljački ormar PLC programa, instrumentalni ormar, ormar za razvod struje, glavno računalo itd.
5. Pomoćni sustav uglavnom uključuje: spremnik za alkalije, spremnik vode za sirovine, pumpu za dovod vode, bocu s dušikom/sabirnicu itd.
6. Cjelokupni pomoćni sustav opreme uključuje: stroj za čistu vodu, toranj za rashladnu vodu, hladnjak, kompresor zraka itd.
U jedinici za elektrolitičku proizvodnju vodika voda se u elektrolizeru pod djelovanjem istosmjerne struje razgrađuje na jedan dio vodika i 1/2 dijela kisika. Generirani vodik i kisik šalju se u separator plin-tekućina zajedno s elektrolitom na odvajanje. Vodik i kisik se hlade pomoću hladnjaka vodika i kisika, a hvatač kapljica hvata i uklanja vodu, a zatim se šalje van pod kontrolom kontrolnog sustava; elektrolit prolazi kroz vodikov, kisikov alkalni filtar, vodikov, kisikov alkalni filtar itd. pod djelovanjem cirkulacijske pumpe. hladnjak tekućine, a zatim se vratite u elektrolizer za nastavak elektrolize.
Tlak sustava podešava se putem sustava kontrole tlaka i sustava kontrole diferencijalnog tlaka kako bi se zadovoljili zahtjevi naknadnih procesa i skladištenja.
Vodik proizveden elektrolizom vode ima prednosti visoke čistoće i malo nečistoća. Obično su nečistoće u vodiku proizvedene elektrolizom vode samo kisik i voda, a nema drugih komponenti (čime se može izbjeći trovanje nekih katalizatora), što pruža pogodnost za proizvodnju vodika visoke čistoće. , nakon pročišćavanja, proizvedeni plin može doseći pokazatelje elektroničkog industrijskog plina.
Vodik proizveden uređajem za proizvodnju vodika prolazi kroz međuspremnik za stabilizaciju radnog tlaka sustava i daljnje uklanjanje slobodne vode u vodiku.
Nakon što vodik uđe u uređaj za pročišćavanje vodika, vodik proizveden elektrolizom vode dalje se pročišćava, a kisik, voda i druge nečistoće u vodiku uklanjaju se pomoću principa katalitičke reakcije i adsorpcije na molekularnom situ.
Oprema može postaviti automatski sustav prilagodbe za proizvodnju vodika prema stvarnoj situaciji. Promjene u opterećenju plinom uzrokovat će fluktuacije u tlaku spremnika vodika. Odašiljač tlaka instaliran na spremniku za pohranu će emitirati signal od 4-20 mA i poslati ga u PLC i nakon usporedbe originalne postavljene vrijednosti i izvođenja inverzne transformacije i PID izračuna, signal od 20 ~ 4 mA je izlaz i poslat u ormarić ispravljača u prilagoditi veličinu struje elektrolize, čime se postiže svrha automatske prilagodbe proizvodnje vodika prema promjenama opterećenja vodikom.
Oprema za proizvodnju vodika elektrolizom alkalne vode uglavnom uključuje sljedeće sustave:
(1) Sustav vode za sirovine
Jedina stvar koja reagira u procesu proizvodnje vodika elektrolizom vode je voda (H2O), koju je potrebno kontinuirano nadopunjavati sirovom vodom kroz pumpu za nadopunu vode. Položaj za dopunu vode je na separatoru vodika ili kisika. Osim toga, mala količina vodika i kisika mora biti oduzeta prilikom napuštanja sustava. vlage. Potrošnja vode male opreme je 1L/Nm³H2, a kod velike opreme može se smanjiti na 0,9L/Nm³H2. Sustav kontinuirano nadopunjuje sirovu vodu. Dopunom vode može se održati stabilnost razine alkalne tekućine i koncentracije alkalije, a reakcijska otopina može se na vrijeme dopuniti. vode za održavanje koncentracije lužine.
2) Sustav transformatora ispravljača
Ovaj sustav se uglavnom sastoji od dva uređaja: transformatora i ispravljačkog ormara. Njegova glavna funkcija je pretvoriti 10/35KV izmjeničnu struju koju osigurava vlasnik prednjeg dijela u istosmjernu snagu potrebnu elektrolizeru i opskrbiti istosmjernu struju elektrolizeru. Dio dovedene energije koristi se za izravnu razgradnju vode. Molekule su vodik i kisik, a drugi dio stvara toplinu koju hladnjak lužine odvodi rashladnom vodom.
Većina transformatora su uljni. Ako se postavljaju u zatvorenom prostoru ili unutar spremnika, mogu se koristiti suhi transformatori. Transformatori koji se koriste u opremi za proizvodnju vodika u elektrolitičkoj vodi posebni su transformatori i moraju se uskladiti prema podacima svakog elektrolizatora, tako da su prilagođena oprema.
(3) sustav ormarića za distribuciju električne energije
Ormar za distribuciju energije uglavnom se koristi za opskrbu opreme od 400 V ili općenito poznate kao 380 V za različite komponente s motorima u sustavima za odvajanje i pročišćavanje vodika i kisika iza opreme za proizvodnju vodika u elektrolitičkoj vodi. Oprema uključuje cirkulaciju alkalija u okviru za odvajanje vodika i kisika. Pumpe, pumpe za dopunjavanje vode u pomoćnim sustavima; grijaće žice u sustavima za sušenje i pročišćavanje te pomoćni sustavi potrebni za cijeli sustav, kao što su strojevi za čistu vodu, rashladni uređaji, kompresori zraka, rashladni tornjevi i pomoćni kompresori za vodik, strojevi za hidrogeniranje i druga oprema Napajanje također uključuje napajanje za rasvjete, nadzora i ostalih sustava cijele postaje.
(4) sustav upravljanja
Upravljački sustav implementira PLC automatsku kontrolu. PLC općenito koristi Siemens 1200 ili 1500. Opremljen je dodirnim zaslonom sučelja za interakciju između čovjeka i računala, a rad i prikaz parametara svakog sustava opreme i prikaz upravljačke logike ostvaruju se na zaslonu osjetljivom na dodir.
5) Alkalni sustav cirkulacije
Ovaj sustav uglavnom uključuje sljedeću glavnu opremu:
Separator vodika i kisika - cirkulacijska pumpa lužine - ventil - filtar lužine - elektrolizator
Glavni proces je: alkalna tekućina pomiješana s vodikom i kisikom u separatoru vodika i kisika odvaja se separatorom plin-tekućina i zatim teče natrag u cirkulacijsku pumpu alkalne tekućine. Ovdje su spojeni separator vodika i separator kisika, a cirkulacijska pumpa alkalne tekućine će refluksirati. Alkalna tekućina cirkulira do ventila i filtra alkalne tekućine na stražnjem kraju. Nakon što filtar filtrira velike nečistoće, alkalna tekućina cirkulira u unutrašnjost elektrolizatora.
(6) Vodikov sustav
Vodik se stvara sa strane katodne elektrode i dolazi do separatora zajedno sa sustavom cirkulacije alkalne tekućine. U separatoru, budući da je sam vodik relativno lagan, on će se prirodno odvojiti od alkalne tekućine i doći do gornjeg dijela separatora, a zatim proći kroz cjevovod za daljnje odvajanje i hlađenje. Nakon hlađenja vodom, hvatač kapljica hvata kapljice i postiže čistoću od oko 99%, koja dolazi do stražnjeg sustava za sušenje i pročišćavanje.
Evakuacija: Evakuacija vodika se uglavnom koristi za evakuaciju tijekom pokretanja i gašenja, neuobičajenog rada ili kvara čistoće i evakuacije kvara.
(7) Sustav kisika
Put za kisik sličan je onom za vodik, ali u drugom separatoru.
Evakuacija: Trenutačno se većina projekata s kisikom tretira evakuacijom.
Iskorištenje: Vrijednost iskorištenja kisika ima smisla samo u posebnim projektima, kao što su neki scenariji primjene koji mogu koristiti i vodik i kisik visoke čistoće, kao što su proizvođači optičkih vlakana. Postoje i veliki projekti koji imaju rezerviran prostor za iskorištavanje kisika. Scenariji pozadinske primjene su proizvodnja tekućeg kisika nakon sušenja i pročišćavanja ili korištenje medicinskog kisika kroz disperzijski sustav. Međutim, tek treba utvrditi doradu ovih scenarija korištenja. Dodatna potvrda.
(8)sustav vode za hlađenje
Proces elektrolize vode je endotermna reakcija. Proces proizvodnje vodika mora biti opskrbljen električnom energijom. Međutim, električna energija potrošena u procesu elektrolize vode premašuje teoretsku apsorpciju topline reakcije elektrolize vode. Odnosno, dio električne energije koju koristi elektrolizer pretvara se u toplinu. Ovaj dio Toplina se uglavnom koristi za zagrijavanje sustava za cirkulaciju alkalija na početku, tako da se temperatura otopine alkalija podigne do temperaturnog raspona od 90±5°C koji zahtijeva oprema. Ako elektrolizator nastavi s radom nakon postizanja nazivne temperature, potrebno je iskoristiti proizvedenu toplinu. Voda za hlađenje izlazi kako bi se održala normalna temperatura u reakcijskoj zoni elektrolize. Visoka temperatura u zoni reakcije elektrolize može smanjiti potrošnju energije, ali ako je temperatura previsoka, membrana komore za elektrolizu će biti uništena, što će također biti štetno za dugotrajni rad opreme.
Ovaj uređaj zahtijeva da se radna temperatura održava na najviše 95°C. Osim toga, generirani vodik i kisik također se moraju ohladiti i odvlažiti, a vodom hlađeni silikonski kontrolirani ispravljački uređaj također je opremljen potrebnim cjevovodima za hlađenje.
Tijelo crpke velike opreme također zahtijeva sudjelovanje rashladne vode.
(9) Sustav za punjenje i pročišćavanje dušikom
Prije otklanjanja grešaka i rada uređaja, sustav se mora napuniti dušikom radi ispitivanja nepropusnosti zraka. Prije normalnog pokretanja, plinsku fazu sustava također je potrebno pročistiti dušikom kako bi se osiguralo da je plin u prostoru plinske faze s obje strane vodika i kisika udaljen od zapaljivog i eksplozivnog područja.
Nakon što se oprema isključi, upravljački sustav će automatski održavati tlak i zadržati određenu količinu vodika i kisika unutar sustava. Ako se tlak i dalje nalazi kada je oprema uključena, nema potrebe za pročišćavanjem. Međutim, ako se sav pritisak ukloni, morat će se ponovno isprati. Djelovanje pročišćavanja dušikom.
(10) Sustav sušenja (pročišćavanja) vodika (opcionalno)
Vodik proizveden elektrolizom vode odvlažuje se pomoću paralelnog sušara i na kraju se čisti od prašine pomoću filtara od sinterirane nikalne cijevi kako bi se dobio suhi vodik. (Prema zahtjevima korisnika za produkt vodik, sustav može dodati uređaj za pročišćavanje, a pročišćavanje koristi bimetalnu katalitičku deoksidaciju paladija i platine).
Vodik proizveden uređajem za proizvodnju vodika elektrolizom vode šalje se u uređaj za pročišćavanje vodika kroz međuspremnik.
Vodik prvo prolazi kroz toranj za deoksigenaciju. Pod djelovanjem katalizatora, kisik u vodiku reagira s vodikom stvarajući vodu.
Formula reakcije: 2H2+O2 2H2O.
Zatim, vodik prolazi kroz kondenzator vodika (koji hladi plin radi kondenzacije vodene pare u plinu za stvaranje vode, a kondenzirana voda se automatski ispušta iz sustava kroz kolektor tekućine) i ulazi u adsorpcijski toranj.
Vrijeme objave: 14. svibnja 2024
