Elektrolizės vandenilio gamybos padalinyje yra visas vandens elektrolizės vandenilio gamybos įrangos komplektas. Pagrindinė įranga yra:
1. Elektrolizatorius
2. Dujų ir skysčių atskyrimo įtaisas
3. Džiovinimo ir valymo sistema
4. Elektrinę dalį sudaro: transformatorius, lygintuvo spinta, PLC programos valdymo spinta, prietaisų spinta, elektros paskirstymo spinta, pagrindinis kompiuteris ir kt.
5. Pagalbinę sistemą daugiausia sudaro: šarmų bakas, žaliavos vandens rezervuaras, vandens tiekimo siurblys, azoto butelis/šynos juosta ir kt.
6. Į bendrą pagalbinę įrangos sistemą įeina: gryno vandens mašina, aušinimo vandens bokštas, aušintuvas, oro kompresorius ir kt.
Elektrolitinio vandenilio gamybos bloke vanduo, veikiamas nuolatinės srovės, elektrolizatoriuje skaidomas į vieną dalį vandenilio ir 1/2 dalį deguonies. Susidaręs vandenilis ir deguonis kartu su elektrolitu siunčiami į dujų ir skysčių separatorių atskirti. Vandenilis ir Deguonis aušinamas vandenilio ir deguonies aušintuvais, o lašų gaudytuvas sugauna ir pašalina vandenį, o tada išsiunčiamas kontroliuojant valdymo sistemai; elektrolitas, veikiant cirkuliaciniam siurbliui, praeina per vandenilio, deguonies šarmų filtrą, vandenilį, deguonies šarmų filtrą ir kt. skysčio aušintuvą, tada grįžkite į elektrolizatorių, kad tęstumėte elektrolizę.
Sistemos slėgis reguliuojamas per slėgio valdymo sistemą ir diferencinio slėgio valdymo sistemą, kad atitiktų tolesnių procesų ir sandėliavimo reikalavimus.
Vandenilio, pagaminto vandens elektrolizės būdu, pranašumai yra didelis grynumas ir mažai priemaišų. Paprastai vandenilio priemaišos, susidarančios vandens elektrolizės metu, yra tik deguonis ir vanduo, ir jokių kitų komponentų (kurie gali išvengti kai kurių katalizatorių apsinuodijimo), o tai suteikia patogumo gaminant labai gryną vandenilį. , po gryninimo pagamintos dujos gali pasiekti elektroninės klasės pramoninių dujų rodiklius.
Vandenilio gamybos įrenginio pagamintas vandenilis praeina per buferinį baką, kad stabilizuotų sistemos darbinį slėgį ir toliau pašalintų vandenilyje esantį laisvą vandenį.
Vandeniliui patekus į vandenilio valymo įrenginį, vandens elektrolizės būdu pagamintas vandenilis toliau valomas, o deguonis, vanduo ir kitos vandenilio priemaišos pašalinamos taikant katalizinės reakcijos ir molekulinio sieto adsorbcijos principus.
Įranga gali nustatyti automatinę vandenilio gamybos reguliavimo sistemą pagal faktinę situaciją. Dujų apkrovos pokyčiai sukels vandenilio rezervuaro slėgio svyravimus. Slėgio siųstuvas, sumontuotas ant rezervuaro, išves 4–20 mA signalą ir nusiųs jį į PLC ir, palyginus pradinę nustatytą vertę bei atlikus atvirkštinę transformaciją ir PID skaičiavimą, išvedamas 20–4 mA signalas, kuris siunčiamas į lygintuvo spintą, reguliuoti elektrolizės srovės dydį, taip pasiekiant tikslą automatiškai reguliuoti vandenilio gamybą pagal vandenilio apkrovos pokyčius.
Šarminio vandens elektrolizės vandenilio gamybos įrangą daugiausia sudaro šios sistemos:
(1) Žaliavų vandens sistema
Vienintelis dalykas, kuris reaguoja vandens elektrolizės vandenilio gamybos procese, yra vanduo (H2O), kurį reikia nuolat papildyti žaliaviniu vandeniu per vandens papildymo siurblį. Vandens papildymo padėtis yra ant vandenilio arba deguonies separatoriaus. Be to, išeinant iš sistemos turi būti pašalintas nedidelis vandenilio ir deguonies kiekis. drėgmės. Mažos įrangos vandens sąnaudos yra 1L/Nm³H2, o didelių įrenginių vandens sąnaudos gali būti sumažintos iki 0,9L/Nm³H2. Sistema nuolat papildo žaliavinį vandenį. Papildant vandenį, galima išlaikyti šarminio skysčio lygio ir šarmų koncentracijos stabilumą, o reakcijos tirpalą galima papildyti laiku. vandens, kad išlaikytų šarmo koncentraciją.
2) Transformatorių lygintuvų sistema
Šią sistemą daugiausia sudaro du įrenginiai: transformatorius ir lygintuvo spinta. Pagrindinė jo funkcija yra paversti 10/35KV kintamosios srovės galią, kurią teikia priekinis savininkas, į nuolatinės srovės galią, reikalingą elektrolizatoriui, ir tiekti nuolatinę srovę elektrolizatoriui. Dalis tiekiamos galios naudojama tiesiogiai vandeniui skaidyti. Molekulės yra vandenilis ir deguonis, o kita dalis gamina šilumą, kurią šarmo aušintuvas pašalina per aušinimo vandenį.
Dauguma transformatorių yra alyvos tipo. Jei jie yra patalpoje arba konteinerio viduje, galima naudoti sauso tipo transformatorius. Elektrolitinio vandens vandenilio gamybos įrenginiuose naudojami transformatoriai yra specialūs transformatoriai ir juos reikia derinti pagal kiekvieno elektrolizatoriaus duomenis, todėl tai yra pritaikyta įranga.
(3) elektros paskirstymo spintos sistema
Energijos paskirstymo spinta daugiausia naudojama tiekti 400 V arba paprastai vadinamą 380 V įrangą įvairiems komponentams su varikliais vandenilio ir deguonies atskyrimo ir valymo sistemose, esančiose už elektrolitinio vandens vandenilio gamybos įrangos. Įranga apima šarmų cirkuliaciją vandenilio ir deguonies atskyrimo sistemoje. Siurbliai, vandens papildymo siurbliai pagalbinėse sistemose; šildymo laidai džiovinimo ir valymo sistemose bei pagalbinės sistemos, reikalingos visai sistemai, pvz., gryno vandens mašinos, aušintuvai, oro kompresoriai, aušinimo bokštai ir galiniai vandenilio kompresoriai, hidrinimo mašinos ir kita įranga. visos stoties apšvietimo, stebėjimo ir kitos sistemos.
(4) valdymo sistema
Valdymo sistema įgyvendina PLC automatinį valdymą. PLC paprastai naudoja Siemens 1200 arba 1500. Jame yra žmogaus ir kompiuterio sąveikos sąsajos jutiklinis ekranas, o kiekvienos įrangos sistemos veikimas ir parametrų atvaizdavimas bei valdymo logikos atvaizdavimas realizuojamas jutikliniame ekrane.
5)Šarmų cirkuliacijos sistema
Šią sistemą daugiausia sudaro ši pagrindinė įranga:
Vandenilio ir deguonies separatorius - šarmų cirkuliacinis siurblys - vožtuvas - šarmų filtras - elektrolizatorius
Pagrindinis procesas yra toks: vandenilio ir deguonies separatoriuje esantis šarminis skystis, sumaišytas su vandeniliu ir deguonimi, atskiriamas dujų ir skysčių separatoriumi, o tada teka atgal į šarminio skysčio cirkuliacinį siurblį. Čia yra prijungtas vandenilio separatorius ir deguonies separatorius, o šarminio skysčio cirkuliacinis siurblys sugrįš. Šarminis skystis cirkuliuoja į vožtuvą ir šarminio skysčio filtrą galinėje dalyje. Filtrui išfiltravus dideles priemaišas, šarminis skystis cirkuliuoja į elektrolizatoriaus vidų.
(6) Vandenilio sistema
Vandenilis generuojamas iš katodo elektrodo pusės ir pasiekia separatorių kartu su šarminio skysčio cirkuliacijos sistema. Kadangi pats vandenilis yra gana lengvas, separatoriuje jis natūraliai atsiskirs nuo šarminio skysčio ir pasieks viršutinę separatoriaus dalį, o tada praeis per dujotiekį tolimesniam atskyrimui ir vėsinimui. Po aušinimo vandeniu lašų gaudyklė sugauna lašus ir pasiekia maždaug 99 % grynumo, kuris pasiekia galinę džiovinimo ir valymo sistemą.
Evakuacija: Vandenilio evakavimas daugiausia naudojamas evakuacijai paleidimo ir išjungimo metu, nenormalaus veikimo ar grynumo gedimo metu ir gedimo evakuacijai.
(7) Deguonies sistema
Deguonies kelias yra panašus į vandenilio, bet skirtingame separatoriuje.
Evakuacija: Šiuo metu dauguma deguonies projektų yra apdorojami evakuacijos būdu.
Naudojimas: deguonies panaudojimo vertė yra reikšminga tik specialiuose projektuose, pvz., kai kuriuose taikymo scenarijuose, kuriuose gali būti naudojamas ir vandenilis, ir didelio grynumo deguonis, pvz., optinių skaidulų gamintojai. Taip pat yra keletas didelių projektų, kuriuose buvo rezervuota erdvė deguonies panaudojimui. Pagrindiniai taikymo scenarijai yra skysto deguonies gamyba po džiovinimo ir gryninimo arba medicininio deguonies naudojimas per dispersinę sistemą. Tačiau šių panaudojimo scenarijų patikslinimas dar turi būti nustatytas. Tolesnis patvirtinimas.
(8) aušinimo vandens sistema
Vandens elektrolizės procesas yra endoterminė reakcija. Vandenilio gamybos procesas turi būti aprūpintas elektros energija. Tačiau vandens elektrolizės procesui sunaudota elektros energija viršija teorinę vandens elektrolizės reakcijos šilumos absorbciją. Tai reiškia, kad dalis elektrolizatoriaus sunaudojamos elektros energijos paverčiama šiluma. Ši dalis Šiluma daugiausia naudojama šarminės cirkuliacijos sistemos šildymui pradžioje, kad šarmo tirpalo temperatūra pakiltų iki 90±5°C temperatūros diapazono, kurio reikalauja įranga. Jei elektrolizatorius ir toliau veikia pasiekęs vardinę temperatūrą, susidariusią šilumą reikia panaudoti. Norint palaikyti normalią elektrolizės reakcijos zonos temperatūrą, išleidžiamas aušinamasis vanduo. Aukšta temperatūra elektrolizės reakcijos zonoje gali sumažinti energijos sąnaudas, tačiau esant per aukštai temperatūrai, bus sunaikinta elektrolizės kameros membrana, o tai taip pat pakenks ilgalaikiam įrangos veikimui.
Šio prietaiso darbinė temperatūra turi būti ne aukštesnė kaip 95°C. Be to, susidaręs vandenilis ir deguonis taip pat turi būti aušinami ir sausinami, o vandeniu aušinamas silicio valdomas lygintuvas taip pat turi būtinus aušinimo vamzdynus.
Didelės įrangos siurblio korpuse taip pat reikia aušinimo vandens.
(9) Azoto užpildymo ir azoto prapūtimo sistema
Prieš derinant ir naudojant įrenginį, sistema turi būti užpildyta azotu, kad būtų patikrintas sandarumas. Prieš įprastą paleidimą sistemos dujinė fazė taip pat turi būti prapūsta azotu, siekiant užtikrinti, kad dujos, esančios dujų fazės erdvėje abiejose vandenilio ir deguonies pusėse, būtų toli nuo degių ir sprogių ribų.
Išjungus įrangą, valdymo sistema automatiškai palaikys slėgį ir sistemoje išlaikys tam tikrą vandenilio ir deguonies kiekį. Jei slėgis vis dar randamas įjungus įrangą, valymo atlikti nereikia. Tačiau jei visas slėgis bus pašalintas, jį reikės dar kartą išvalyti. Azoto valymo veiksmas.
(10) Vandenilio džiovinimo (valymo) sistema (neprivaloma)
Vandenilis, gautas elektrolizės būdu, yra sausinamas lygiagrečiame džiovintuve, o galiausiai dulkėtas sukepinto nikelio vamzdelio filtru, kad būtų gautas sausas vandenilis. (Atsižvelgiant į vartotojo reikalavimus gaminiui vandeniliui, sistema gali pridėti valymo įrenginį, o valymui naudojama paladžio-platinos bimetalinė katalizinė deoksidacija).
Vandens elektrolizės vandenilio gamybos įrenginio pagamintas vandenilis per buferinį baką siunčiamas į vandenilio valymo įrenginį.
Vandenilis pirmiausia praeina per deguonies pašalinimo bokštą. Veikiant katalizatoriui, vandenilio deguonis reaguoja su vandeniliu, kad susidarytų vanduo.
Reakcijos formulė: 2H2+O2 2H2O.
Tada vandenilis praeina per vandenilio kondensatorių (kuris aušina dujas, kad dujose esantys vandens garai kondensuotųsi, kad susidarytų vanduo, o kondensuotas vanduo automatiškai išleidžiamas iš sistemos per skysčio kolektorių) ir patenka į adsorbcijos bokštą.
Paskelbimo laikas: 2024-05-14
