Jedinica za proizvodnju vodonika za elektrolizu uključuje kompletan set opreme za proizvodnju vodonika za elektrolizu vode. Glavna oprema je:
1. Elektrolizer
2. Uređaj za odvajanje plina i tekućine
3. Sistem za sušenje i prečišćavanje
4. Električni deo obuhvata: transformator, orman ispravljača, upravljački orman PLC programa, orman za instrumente, orman za distribuciju struje, host računar itd.
5. Pomoćni sistem uglavnom uključuje: alkalni rezervoar, rezervoar za vodu sirovine, pumpu za dovod vode, bocu za azot/sabirnicu, itd.
6. Ukupan pomoćni sistem opreme uključuje: mašinu za čistu vodu, rashladni vodeni toranj, rashladni uređaj, vazdušni kompresor itd.
U jedinici za proizvodnju elektrolitičkog vodonika, voda se u elektrolizeru pod dejstvom jednosmerne struje razlaže na jedan deo vodonika i 1/2 dela kiseonika. Generisani vodonik i kiseonik se šalju u separator gas-tečnost zajedno sa elektrolitom za odvajanje. Vodonik i kiseonik se hlade hladnjacima vodonika i kiseonika, a hvatač kapi hvata i uklanja vodu, a zatim se šalje van pod kontrolom kontrolnog sistema; elektrolit prolazi kroz vodonik, kiseonik alkalni filter, vodonik, kiseonik alkalni filter itd. pod dejstvom cirkulacijske pumpe. hladnjak tečnosti, a zatim se vratite u elektrolizator da biste nastavili elektrolizu.
Pritisak u sistemu se podešava preko sistema za kontrolu pritiska i sistema za kontrolu diferencijalnog pritiska kako bi se zadovoljili zahtevi 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, i nikakve druge komponente (koje mogu izbjeći trovanje nekih katalizatora), što pruža pogodnost za proizvodnju vodonika visoke čistoće. , nakon prečišćavanja, proizvedeni plin može dostići indikatore industrijskog plina elektronskog kvaliteta.
Vodnik koji proizvodi uređaj za proizvodnju vodonika prolazi kroz puferski rezervoar da stabilizuje radni pritisak sistema i dalje uklanja slobodnu vodu 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 se uklanjaju primjenom principa katalitičke reakcije i adsorpcije molekularnim sitom.
Oprema može postaviti automatski sistem podešavanja za proizvodnju vodonika prema stvarnoj situaciji. Promjene u opterećenju plinom će uzrokovati fluktuacije u tlaku u spremniku za pohranu vodika. Transmiter pritiska instaliran na rezervoaru će emitovati signal od 4-20mA i poslati ga PLC-u i nakon poređenja originalne podešene vrednosti i izvođenja inverzne transformacije i PID izračunavanja, signal od 20~4mA se emituje i šalje u ormar ispravljača na podesiti veličinu struje elektrolize, čime se postiže svrha automatskog prilagođavanja proizvodnje vodika prema promjenama u opterećenju vodonika.
Oprema za proizvodnju vodonika za elektrolizu alkalne vode uglavnom uključuje sljedeće sisteme:
(1) Sistem vode za sirovine
Jedina stvar koja reagira u procesu proizvodnje vodika elektrolizom vode je voda (H2O), koju je potrebno kontinuirano dopunjavati sirovom vodom preko pumpe za dopunu vode. Položaj za dopunu vode je na separatoru vodonika ili kisika. Osim toga, mala količina vodonika i kisika mora biti oduzeta prilikom napuštanja sistema. od vlage. Potrošnja vode 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 reakcioni rastvor se može dopuniti na vreme. vode za održavanje koncentracije lužine.
2) Transformatorski ispravljački sistem
Ovaj sistem se uglavnom sastoji od dva uređaja: transformatora i ispravljača. Njegova glavna funkcija je pretvaranje 10/35KV AC snage koju daje vlasnik front-enda u istosmjernu snagu koju zahtijeva elektrolizator, te napajanje DC strujom elektrolizera. Dio isporučene snage koristi se za direktnu razgradnju vode. Molekuli su vodonik i kiseonik, a drugi deo stvara toplotu, koju rashladni lug odvodi kroz rashladnu vodu.
Većina transformatora je uljnog tipa. Ako se postavljaju u zatvorenom prostoru ili unutar kontejnera, mogu se koristiti suhi transformatori. Transformatori koji se koriste u opremi za proizvodnju vodika u elektrolitičkoj vodi su posebni transformatori i moraju se uskladiti prema podacima svakog elektrolizera, tako da su prilagođena oprema.
(3) sistem distributivnih ormara
Ormar za distribuciju električne energije se uglavnom koristi za napajanje opreme od 400V ili opšte poznate kao 380V opreme za različite komponente sa motorima u sistemima za odvajanje i prečišćavanje vodonika i kiseonika iza opreme za proizvodnju vodonika za elektrolitičku vodu. Oprema uključuje cirkulaciju alkalija u okviru za odvajanje vodonika i kiseonika. Pumpe, pumpe za dopunu vode u pomoćnim sistemima; grejne žice u sistemima za sušenje i prečišćavanje, kao i pomoćni sistemi potrebni za celokupan sistem, kao što su mašine za čistu vodu, rashladni uređaji, vazdušni kompresori, rashladni tornjevi, i back-end kompresori vodonika, mašine za hidrogenaciju i druga oprema Napajanje uključuje i napajanje za rasvjeta, nadzor i drugi sistemi cijele stanice.
(4) sistem upravljanja
Upravljački sistem implementira PLC automatsku kontrolu. PLC uglavnom koristi Siemens 1200 ili 1500. Opremljen je dodirnim ekranom interfejsa za interakciju čovek-računar, a rad i prikaz parametara svakog sistema opreme i prikaz upravljačke logike se realizuju na ekranu osetljivom na dodir.
5) Alkalni cirkulacijski sistem
Ovaj sistem uglavnom uključuje sljedeću glavnu opremu:
Separator vodonika i kiseonika - alkalna cirkulaciona pumpa - ventil - alkalni filter - elektrolizer
Glavni proces je: alkalna tečnost pomešana sa vodonikom i kiseonikom u separatoru vodonika i kiseonika se odvaja separatorom gas-tečnost i zatim teče nazad u cirkulacionu pumpu za alkalnu tečnost. Ovdje su spojeni separator vodonika i separator kisika, a cirkulacijska pumpa alkalne tekućine će refluksirati. Alkalna tečnost cirkuliše do ventila i filtera alkalne tečnosti na zadnjem kraju. Nakon što filter filtrira velike nečistoće, alkalna tečnost cirkuliše u unutrašnjost elektrolizera.
(6) Sistem vodonika
Vodonik se stvara sa strane katodne elektrode i stiže do separatora zajedno sa sistemom cirkulacije alkalne tečnosti. U separatoru, pošto je sam vodonik relativno lagan, prirodno će se odvojiti od alkalne tečnosti i doći do gornjeg dela separatora, a zatim proći kroz cevovod za dalje odvajanje i hlađenje. Nakon vodenog hlađenja, hvatač kapi hvata kapi i dostiže čistoću od oko 99%, što dospeva u zadnji sistem za sušenje i prečišćavanje.
Evakuacija: Evakuacija vodonika se uglavnom koristi za evakuaciju tokom pokretanja i isključivanja, abnormalnog rada ili kvara čistoće i evakuacije greške.
(7) Sistem kiseonika
Put za kiseonik je sličan onom za vodonik, ali u drugom separatoru.
Evakuacija: Trenutno se većina projekata kiseonika tretira evakuacijom.
Korištenje: Iskoristivost kisika je značajna samo u posebnim projektima, kao što su neki scenariji primjene koji mogu koristiti i vodonik i kisik visoke čistoće, kao što su proizvođači optičkih vlakana. Postoje i veliki projekti koji imaju rezervisan prostor za korišćenje kiseonika. Scenariji pozadinske primjene su proizvodnja tekućeg kisika nakon sušenja i prečišćavanja ili korištenje medicinskog kisika kroz disperzioni sistem. Međutim, preciziranje ovih scenarija korištenja tek treba da se utvrdi. Dalja potvrda.
(8) sistem rashladne vode
Proces elektrolize vode je endotermna reakcija. Proces proizvodnje vodonika mora biti opskrbljen električnom energijom. Međutim, električna energija koja se troši u procesu elektrolize vode premašuje teorijsku apsorpciju topline reakcije elektrolize vode. To jest, dio električne energije koju koristi elektrolizator pretvara se u toplinu. Ovaj deo Toplota se uglavnom koristi za zagrevanje alkalnog cirkulacionog sistema na početku, tako da temperatura rastvora alkalije raste na temperaturni opseg od 90±5°C koji zahteva oprema. Ako elektrolizator nastavi s radom nakon postizanja nazivne temperature, potrebno je iskoristiti proizvedenu toplinu. Voda za hlađenje se izvodi 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 elektrolizne komore će biti uništena, što će također biti štetno za dugotrajan rad opreme.
Ovaj uređaj zahtijeva da se radna temperatura održava na najviše 95°C. Osim toga, generirani vodonik i kisik moraju se također hladiti i odvlažiti, a vodeno hlađeni silikonski kontrolirani ispravljač također je opremljen potrebnim rashladnim cjevovodima.
Tijelo pumpe velike opreme također zahtijeva učešće rashladne vode.
(9) Sistem za punjenje i pročišćavanje azotom
Prije otklanjanja grešaka i rada uređaja, sistem se mora napuniti dušikom radi ispitivanja nepropusnosti zraka. Prije normalnog pokretanja, plinska faza sistema također se mora pročistiti dušikom kako bi se osiguralo da je plin u prostoru plinske faze s obje strane vodonika i kisika daleko od zapaljivog i eksplozivnog područja.
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 pronađen kada je oprema uključena, nema potrebe za pročišćavanjem. Međutim, ako se sav pritisak ukloni, morat će se ponovo pročistiti. Akcija pročišćavanja dušikom.
(10) Sistem sušenja (prečišćavanja) vodika (opciono)
Vodik proizveden elektrolizom vode se odvlažuje paralelnim sušačem, a na kraju se otprašuje filterom od sinterovane cijevi od nikla kako bi se dobio suhi vodik. (Prema zahtjevima korisnika za vodonik u proizvodu, sistem može dodati uređaj za prečišćavanje, a prečišćavanje koristi bimetalnu katalitičku deoksidaciju paladijum-platina).
Vodik proizveden uređajem za proizvodnju vodika za elektrolizu vode šalje se u uređaj za pročišćavanje vodika kroz pufer spremnik.
Vodik prvo prolazi kroz toranj za deoksigenaciju. Pod dejstvom katalizatora, kiseonik u vodiku reaguje sa vodonikom i stvara vodu.
Reakciona formula: 2H2+O2 2H2O.
Zatim, vodonik prolazi kroz kondenzator vodonika (koji hladi gas da bi kondenzovao vodenu paru u gasu i stvorio vodu, a kondenzovana voda se automatski ispušta iz sistema kroz kolektor tečnosti) i ulazi u adsorpcioni toranj.
Vrijeme objave: 14.05.2024
