Jedinica za proizvodnju vodonika elektrolizom uključuje kompletan set opreme za proizvodnju vodonika elektrolizom vode. Glavna oprema je:
1. Elektrolizer
2. Uređaj za odvajanje gasa i tečnosti
3. Sistem za sušenje i prečišćavanje
4. Električni dio uključuje: transformator, ormar za ispravljač, ormar za upravljanje PLC programom, ormar za instrumente, ormar za distribuciju energije, glavni računar itd.
5. Pomoćni sistem uglavnom uključuje: rezervoar za alkalni rastvor, rezervoar za vodu za sirovinu, pumpu za dovod vode, bocu/sabirnicu azota itd.
6. Ukupni pomoćni sistem opreme uključuje: mašinu za čistu vodu, rashladni toranj, hladnjak, kompresor zraka itd.
U jedinici za elektrolitičku proizvodnju vodika, voda se u elektrolizeru pod djelovanjem jednosmjerne struje razlaže na jedan dio vodika i 1/2 dijela kisika. Generirani vodik i kisik se zajedno s elektrolitom šalju u separator plina i tekućine radi odvajanja. Vodik i kisik se hlade hladnjacima vodika i kisika, a hvatač kapi hvata i uklanja vodu, a zatim se pod kontrolom kontrolnog sistema ispušta; elektrolit prolazi kroz hladnjak tekućine za vodik, kisik i alkalije, itd. pod djelovanjem cirkulacijske pumpe.
Pritisak u sistemu se podešava putem sistema za regulaciju pritiska i sistema za regulaciju diferencijalnog pritiska kako bi se zadovoljili zahtjevi narednih procesa i skladištenja.
Vodik proizveden elektrolizom vode ima prednosti visoke čistoće i malog broja nečistoća. Obično su nečistoće u vodiku proizvedenom elektrolizom vode samo kisik i voda, a ne i druge komponente (što može izbjeći trovanje nekih katalizatora), što pruža pogodnost za proizvodnju vodika visoke čistoće. Nakon prečišćavanja, proizvedeni plin može dostići indikatore industrijskog plina elektroničke kvalitete.
Vodonik koji proizvodi uređaj za proizvodnju vodonika prolazi kroz međuspremnik kako bi se stabilizovao radni pritisak sistema i dodatno uklonila slobodna voda u vodoniku.
Nakon što vodik uđe u uređaj za prečišćavanje vodika, vodik proizveden elektrolizom vode se dalje prečišćava, a kisik, voda i druge nečistoće u vodiku se uklanjaju korištenjem principa katalitičke reakcije i adsorpcije molekularnim sitom.
Oprema može postaviti automatski sistem podešavanja za proizvodnju vodika u skladu sa stvarnom situacijom. Promjene u opterećenju plinom uzrokovat će fluktuacije pritiska u rezervoaru za skladištenje vodika. Predajnik pritiska instaliran na rezervoaru za skladištenje će izdati signal od 4-20mA i poslati ga PLC-u. Nakon poređenja originalne postavljene vrijednosti i izvođenja inverzne transformacije i PID proračuna, signal od 20~4mA se izdaje i šalje u ispravljački ormar radi podešavanja veličine struje elektrolize, čime se postiže cilj automatskog podešavanja proizvodnje vodika u skladu sa promjenama u opterećenju vodikom.
Oprema za proizvodnju vodonika elektrolizom alkalne vode uglavnom uključuje sljedeće sisteme:
(1) Sistem za sirovinu vode
Jedino što reaguje u procesu proizvodnje vodonika elektrolizom vode je voda (H2O), koju je potrebno kontinuirano dopunjavati sirovom vodom putem pumpe za dopunjavanje vode. Položaj za dopunjavanje vode nalazi se na separatoru vodonika ili kiseonika. Pored toga, mala količina vodonika i kiseonika mora se ukloniti kada sistem napušta sistem. vlage. Potrošnja vode kod male opreme je 1L/Nm³H2, a kod velike opreme može se smanjiti na 0,9L/Nm³H2. Sistem kontinuirano dopunjuje sirovu vodu. Dopunjavanjem vode može se održati stabilnost nivoa alkalne tečnosti i koncentracije alkalija, a reakciona rastvor se može pravovremeno dopunjavati. vode kako bi se održala koncentracija lužine.
2) Sistem transformatorskog ispravljača
Ovaj sistem se uglavnom sastoji od dva uređaja: transformatora i ispravljačkog ormara. Njegova glavna funkcija je pretvaranje naizmjenične struje od 10/35KV koju obezbjeđuje vlasnik prednjeg dijela u istosmjernu struju potrebnu za elektrolizer i dovođenje istosmjerne struje do elektrolizer. Dio isporučene energije se koristi za direktno razlaganje vode. Molekule su vodonik i kiseonik, a drugi dio generira toplotu, koju hladnjak lužine odvodi putem rashladne vode.
Većina transformatora je uljnog tipa. Ako se postave u zatvorenom prostoru ili unutar kontejnera, mogu se koristiti transformatori suhog tipa. Transformatori koji se koriste u opremi za proizvodnju elektrolitičkog vodika iz vode su specijalni transformatori i potrebno ih je uskladiti s podacima svakog elektrolizera, tako da su to prilagođeni uređaji.
(3) sistem razvodnih ormara za napajanje
Razvodni ormar za napajanje se uglavnom koristi za napajanje opreme od 400 V ili opšte poznate kao 380 V za različite komponente sa motorima u sistemima za odvajanje i prečišćavanje vodonika i kiseonika iza opreme za elektrolitičku proizvodnju vodonika. Oprema uključuje cirkulaciju alkalija u okviru za odvajanje vodonika i kiseonika. Pumpe, pumpe za dopunjavanje vode u pomoćnim sistemima; grijaće žice u sistemima za sušenje i prečišćavanje i pomoćni sistemi potrebni za cijeli sistem, kao što su mašine za čistu vodu, čileri, vazdušni kompresori, rashladni tornjevi i pozadinski kompresori vodonika, mašine za hidrogenaciju i druga oprema. Napajanje takođe uključuje napajanje za rasvjetu, nadzor i druge sisteme cijele stanice.
(4) sistem upravljanja
Kontrolni sistem implementira PLC automatsko upravljanje. PLC obično koristi Siemens 1200 ili 1500. Opremljen je ekranom osjetljivim na dodir za interakciju čovjeka i računara, a rad i prikaz parametara svakog sistema opreme i prikaz kontrolne logike realizuju se na ekranu osjetljivom na dodir.
5) Sistem za cirkulaciju alkalija
Ovaj sistem uglavnom uključuje sljedeću glavnu opremu:
Separator vodika i kisika - pumpa za cirkulaciju alkalija - ventil - filter za alkalije - elektrolizer
Glavni proces je: alkalna tečnost pomiješana sa vodonikom i kiseonikom u separatoru vodonika i kiseonika se odvaja separatorom gas-tečnost, a zatim se vraća u pumpu za cirkulaciju alkalne tečnosti. Ovdje su separator vodonika i separator kiseonika povezani, a pumpa za cirkulaciju alkalne tečnosti se refluksuje. Alkalna tečnost cirkuliše do ventila i filtera za alkalnu tečnost na zadnjem kraju. Nakon što filter filtrira velike nečistoće, alkalna tečnost cirkuliše u unutrašnjost elektrolizera.
(6)Vodinični sistem
Vodonik se generira sa strane katodne elektrode i dospijeva u separator zajedno sa sistemom za cirkulaciju alkalne tečnosti. U separatoru, budući da je sam vodonik relativno lagan, on će se prirodno odvojiti od alkalne tečnosti i dospjeti do gornjeg dijela separatora, a zatim proći kroz cjevovod radi daljnjeg odvajanja i hlađenja. Nakon hlađenja vodom, hvatač kapi hvata kapljice i dostiže čistoću od oko 99%, koje dospijevaju u sistem za sušenje i prečišćavanje na kraju.
Evakuacija: Evakuacija vodonika se uglavnom koristi za evakuaciju tokom pokretanja i gašenja, abnormalnog rada ili kvara čistoće i evakuacije u slučaju kvara.
(7) Sistem za kisik
Put za kisik je sličan onome za vodik, ali u drugačijem separatoru.
Evakuacija: Trenutno se većina projekata s kisikom rješava evakuacijom.
Upotreba: Vrijednost iskorištenja kisika je značajna 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 neki veliki projekti koji su rezervirali prostor za korištenje kisika. Scenariji pozadinske primjene su proizvodnja tekućeg kisika nakon sušenja i prečišćavanja ili upotreba medicinskog kisika putem disperzijskog sistema. Međutim, usavršavanje ovih scenarija upotrebe tek treba biti određeno. Dalja potvrda.
(8) sistem rashladne vode
Proces elektrolize vode je endotermna reakcija. Proces proizvodnje vodika mora se snabdijevati električnom energijom. Međutim, električna energija koju troši proces elektrolize vode premašuje teorijsku apsorpciju toplote reakcije elektrolize vode. To jest, dio električne energije koju koristi elektrolizer pretvara se u toplotu. Ovaj dio toplote se uglavnom koristi za zagrijavanje sistema za cirkulaciju alkalija na početku, tako da temperatura rastvora alkalija poraste do temperaturnog raspona od 90±5°C koji je potreban za opremu. Ako elektrolizer nastavi raditi nakon dostizanja nazivne temperature, generirana toplota mora se koristiti. Rashladna voda se dovodi kako bi se održala normalna temperatura zone reakcije elektrolize. Visoka temperatura u zoni reakcije elektrolize može smanjiti potrošnju energije, ali ako je temperatura previsoka, membrana komore za elektrolizu će se uništiti, što će također biti štetno za dugoročni rad opreme.
Ovaj uređaj zahtijeva održavanje radne temperature na najviše 95°C. Osim toga, generirani vodik i kisik također se moraju hladiti i odvlaživati, a vodom hlađeni ispravljački uređaj kontroliran silicijem opremljen je i potrebnim cjevovodima za hlađenje.
Tijelo pumpe velike opreme također zahtijeva učešće rashladne vode.
(9) Sistem za punjenje i pročišćavanje dušikom
Prije otklanjanja grešaka i rada uređaja, sistem se mora napuniti dušikom radi ispitivanja hermetičnosti. Prije normalnog pokretanja, plinovita faza sistema također se mora pročistiti dušikom kako bi se osiguralo da plin u prostoru plinovite faze s obje strane vodika i kisika bude izvan područja zapaljivosti i eksplozivnosti.
Nakon što se oprema isključi, kontrolni sistem će automatski održavati pritisak i zadržati određenu količinu vodonika i kiseonika unutar sistema. Ako je pritisak i dalje prisutan kada se oprema uključi, nema potrebe za čišćenjem. Međutim, ako se sav pritisak ukloni, biće potrebno ponovo čišćenje. Čišćenje azotom.
(10) Sistem za sušenje (prečišćavanje) vodonika (opciono)
Vodonik proizveden elektrolizom vode se odvlažuje paralelnim sušačem, a na kraju se otprašuje sinterovanim nikl cjevastim filterom kako bi se dobio suhi vodonik. (U skladu sa zahtjevima korisnika za proizvedeni vodonik, sistem može dodati uređaj za prečišćavanje, a prečišćavanje koristi paladijum-platina bimetalnu katalitičku deoksidaciju).
Vodonik proizveden u uređaju za proizvodnju vodonika elektrolizom vode šalje se u uređaj za prečišćavanje vodonika kroz međuspremnik.
Vodik prvo prolazi kroz toranj za deoksigenaciju. Pod djelovanjem katalizatora, kisik u vodiku reagira s vodikom stvarajući vodu.
Reakcijska formula: 2H2+O2 2H2O.
Zatim, vodonik prolazi kroz kondenzator vodonika (koji hladi gas kako bi kondenzovao vodenu paru u gasu i stvorio vodu, a kondenzovana voda se automatski ispušta iz sistema kroz sakupljač tečnosti) i ulazi u adsorpcioni toranj.
Vrijeme objave: 14. maj 2024.
