Elektrolitikvodorodishlab chiqarish birligi suv elektrolizining to'liq to'plamini o'z ichiga oladivodorodishlab chiqarish uskunalari, shu jumladan asosiy jihozlar:
1. Elektrolitik hujayra
2. Gaz suyuqliklarini ajratish moslamasi
3. Quritish va tozalash tizimi
4. Elektr qismiga quyidagilar kiradi: transformator, rektifikator shkafi, PLC boshqaruv shkafi, asboblar shkafi, tarqatish shkafi, yuqori kompyuter va boshqalar.
5. Yordamchi tizim asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi: gidroksidi eritma idishi, xom ashyo suvi idishi, bo'yanish suvi nasosi, azotli tsilindr / shina va boshqalar / 6. Uskunaning umumiy yordamchi tizimiga quyidagilar kiradi: toza suv mashinasi, chiller minorasi, chiller, havo kompressori va boshqalar
vodorod va kislorod sovutgichlari va suv nazorat qilish tizimi nazorati ostida jo'natilishdan oldin tomchilatib qo'yuvchi tomonidan yig'iladi; Elektrolitlar orqali o'tadivodorodva kislorod gidroksidi filtrlari, vodorod va kislorod ishqorli sovutgichlar mos ravishda aylanma nasosi ta'sirida, so'ngra keyingi elektroliz uchun elektrolitik hujayraga qaytadi.
Tizimning bosimi quyi oqim jarayonlari va saqlash talablarini qondirish uchun bosimni nazorat qilish tizimi va differentsial bosimni nazorat qilish tizimi tomonidan tartibga solinadi.
Suv elektrolizi natijasida hosil bo'lgan vodorod yuqori tozalik va past aralashmalarning afzalliklariga ega. Odatda, suv elektrolizi natijasida hosil bo'lgan vodorod gazidagi aralashmalar faqat kislorod va suv bo'lib, boshqa komponentlarsiz (bu ma'lum katalizatorlarning zaharlanishini oldini oladi). Bu yuqori toza vodorod gazini ishlab chiqarish uchun qulaylik yaratadi va tozalangan gaz elektron sinfdagi sanoat gazlari standartlariga javob berishi mumkin.
Vodorod ishlab chiqarish bloki tomonidan ishlab chiqarilgan vodorod tizimning ish bosimini barqarorlashtirish va vodoroddan bo'sh suvni yanada olib tashlash uchun bufer idishidan o'tadi.
Vodorodni tozalash moslamasiga kirgandan so'ng, suv elektrolizi natijasida hosil bo'lgan vodorod vodoroddan kislorod, suv va boshqa aralashmalarni olib tashlash uchun katalitik reaktsiya va molekulyar elak adsorbsiyasi tamoyillaridan foydalangan holda yanada tozalanadi.
Uskunalar haqiqiy vaziyatga qarab avtomatik vodorod ishlab chiqarishni sozlash tizimini o'rnatishi mumkin. Gaz yukining o'zgarishi vodorod saqlash idishidagi bosimning o'zgarishiga olib keladi. Saqlash idishiga o'rnatilgan bosim o'tkazgich dastlabki o'rnatilgan qiymat bilan taqqoslash uchun PLC ga 4-20 mA signal chiqaradi va teskari transformatsiya va PID hisoblangandan so'ng, o'lchamini sozlash uchun rektifikator kabinasiga 20-4 mA signal chiqaradi. elektroliz oqimi, shu bilan vodorod yukining o'zgarishiga qarab vodorod ishlab chiqarishni avtomatik sozlash maqsadiga erishish.
Suv elektrolizi orqali vodorod ishlab chiqarish jarayonida yagona reaktsiya suv (H2O) bo'lib, uni suv bilan to'ldirish pompasi orqali doimiy ravishda xom suv bilan ta'minlash kerak. To'ldirish pozitsiyasi vodorod yoki kislorod ajratgichda joylashgan. Bundan tashqari, vodorod va kislorod tizimdan chiqayotganda oz miqdorda suvni olib qo'yishi kerak. Suv iste'moli kam bo'lgan uskunalar 1L/Nm³ H2 iste'mol qilishi mumkin, kattaroq uskunalar esa uni 0,9L/Nm³ H2 gacha kamaytirishi mumkin. Tizim doimiy ravishda ishqoriy suyuqlik darajasi va kontsentratsiyasining barqarorligini saqlab turishi mumkin bo'lgan xom suvni to'ldiradi. Bundan tashqari, gidroksidi eritmaning konsentratsiyasini saqlab qolish uchun reaksiyaga kirgan suvni o'z vaqtida to'ldirishi mumkin.
- Transformator rektifikator tizimi
Ushbu tizim asosan ikkita qurilma, transformator va rektifikator shkafdan iborat. Uning asosiy vazifasi old tomon egasi tomonidan taqdim etilgan 10/35KV AC quvvatini elektrolitik hujayra uchun zarur bo'lgan doimiy quvvatga aylantirish va elektrolitik hujayraga shahar quvvatini etkazib berishdir. Taqdim etilgan quvvatning bir qismi suv molekulalarini vodorod va kislorodga to'g'ridan-to'g'ri parchalash uchun ishlatiladi, ikkinchisi esa issiqlik hosil qiladi, bu esa gidroksidi sovutgich tomonidan sovutish suvi orqali amalga oshiriladi.
Transformatorlarning aksariyati yog 'turi. Ichkarida yoki idish ichida joylashtirilsa, quruq turdagi transformatorlardan foydalanish mumkin. Elektrolitik suv vodorod ishlab chiqarish uskunalari uchun ishlatiladigan transformatorlar har bir elektrolitik hujayraning ma'lumotlariga ko'ra mos kelishi kerak bo'lgan maxsus transformatorlardir, shuning uchun ular moslashtirilgan uskunalardir.
Hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan rektifikator shkafi tiristor turi bo'lib, u uzoq foydalanish muddati, yuqori barqarorlik va arzon narx tufayli uskunalar ishlab chiqaruvchilari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Biroq, keng ko'lamli uskunalarni qayta tiklanadigan energiya manbalariga moslashtirish zarurati tufayli, tiristorli rektifikatorli shkaflarning konversiya samaradorligi nisbatan past. Hozirgi vaqtda turli xil rektifikator shkafi ishlab chiqaruvchilari yangi IGBT rektifikator shkaflarini qabul qilishga intilmoqda. IGBT shamol energetikasi kabi boshqa sohalarda allaqachon juda keng tarqalgan va IGBT rektifikator shkaflari kelajakda sezilarli rivojlanishga ega bo'ladi, deb ishoniladi.
- Tarqatish shkafi tizimi
Tarqatish shkafi asosan elektrolitik suv vodorod ishlab chiqarish uskunasining orqasida vodorod kislorodini ajratish va tozalash tizimidagi motorlar bilan turli komponentlarni quvvat bilan ta'minlash uchun ishlatiladi, shu jumladan 400V yoki odatda 380V uskuna deb ataladi. Uskuna vodorod kislorodini ajratish tizimidagi gidroksidi aylanma nasosni va yordamchi tizimdagi bo'yanish suv nasosini o'z ichiga oladi; Quritish va tozalash tizimidagi isitish simlari uchun elektr ta'minoti, shuningdek, butun tizim uchun zarur bo'lgan yordamchi tizimlar, masalan, toza suv mashinalari, sovutgichlar, havo kompressorlari, sovutish minoralari va orqa vodorod kompressorlari, gidrogenlash mashinalari va boshqalar. ., shuningdek, butun stansiyaning yoritish, monitoring va boshqa tizimlari uchun elektr ta'minotini o'z ichiga oladi.
- Control tizimi
Boshqarish tizimi PLC avtomatik boshqaruvini amalga oshiradi. PLC odatda Siemens 1200 yoki 1500 ni qabul qiladi va inson va mashina o'zaro interfeysi sensorli ekrani bilan jihozlangan. Uskunaning har bir tizimining ishlashi va parametrlarini ko'rsatish, shuningdek boshqaruv mantig'ini ko'rsatish sensorli ekranda amalga oshiriladi.
5. Ishqor eritmalarining sirkulyatsiya tizimi
Ushbu tizim asosan quyidagi asosiy jihozlarni o'z ichiga oladi:
Vodorod kislorod ajratgichi - gidroksidi eritma aylanma nasosi - vana - gidroksidi eritma filtri - elektrolitik hujayra
Asosiy jarayon quyidagicha: vodorod kislorod ajratgichdagi vodorod va kislorod bilan aralashtirilgan ishqorli eritma gaz-suyuqlik separatori bilan ajratiladi va ishqoriy eritma sirkulyatsiya pompasiga qaytariladi. Bu yerda vodorod ajratgich va kislorod ajratgich ulanadi va ishqorli eritmaning sirkulyatsiya pompasi qayta oqimlangan gidroksidi eritmani klapan va ishqorli eritma filtriga orqa tomonda aylantiradi. Filtr katta aralashmalarni filtrlagandan so'ng, gidroksidi eritma elektrolitik hujayraning ichki qismiga aylanadi.
6.Vodorod tizimi
Vodorod gazi katod elektrodi tomonidan hosil bo'ladi va gidroksidi eritmaning aylanish tizimi bilan birga separatorga etib boradi. Separator ichida vodorod gazi nisbatan engil va tabiiy ravishda ishqoriy eritmadan ajralib, separatorning yuqori qismiga etib boradi. Keyinchalik, u keyingi ajratish uchun quvurlar orqali o'tadi, sovutish suvi bilan sovutiladi va orqa tomondagi quritish va tozalash tizimiga etib borishdan oldin taxminan 99% tozalikka erishish uchun tomchilatib qo'yuvchi tomonidan yig'iladi.
Evakuatsiya: vodorod gazini evakuatsiya qilish asosan ishga tushirish va o'chirish davrlarida, g'ayritabiiy operatsiyalarda yoki tozaligi standartlarga javob bermasa, shuningdek, muammolarni bartaraf etish uchun ishlatiladi.
7. Kislorod tizimi
Kislorodning yo'li vodorodga o'xshaydi, faqat u turli ajratgichlarda amalga oshiriladi.
Bo'shatish: Hozirgi vaqtda ko'pchilik loyihalar kislorodni bo'shatish usulidan foydalanadi.
Foydalanish: Kisloroddan foydalanish qiymati faqat maxsus loyihalarda, masalan, optik tolali ishlab chiqaruvchilar kabi vodorod va yuqori toza kisloroddan foydalanishi mumkin bo'lgan ilovalarda mazmunli bo'ladi. Kisloroddan foydalanish uchun joy ajratilgan ba'zi yirik loyihalar ham mavjud. Backend dastur stsenariylari quritish va tozalashdan keyin suyuq kislorod ishlab chiqarish yoki dispersiya tizimlari orqali tibbiy kislorod uchun. Biroq, ushbu foydalanish stsenariylarining aniqligi hali ham qo'shimcha tasdiqlashni talab qiladi.
8. Sovutish suvi tizimi
Suvning elektroliz jarayoni endotermik reaktsiya bo'lib, vodorod ishlab chiqarish jarayoni elektr energiyasi bilan ta'minlanishi kerak. Biroq, suv elektrolizi jarayonida iste'mol qilinadigan elektr energiyasi suv elektroliz reaktsiyasining nazariy issiqlik yutilishidan oshadi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, elektroliz kamerasida ishlatiladigan elektr energiyasining bir qismi issiqlikka aylanadi, bu asosan ishqoriy eritmaning aylanish tizimini boshida isitish uchun ishlatiladi, ishqoriy eritmaning harorati 90 ± 5 talab qilinadigan harorat oralig'iga ko'tariladi. Uskunalar uchun ℃. Agar elektroliz xujayrasi nominal haroratga erishgandan keyin ishlashni davom ettirsa, elektroliz reaktsiyasi zonasining normal haroratini saqlab turish uchun hosil bo'lgan issiqlikni sovutish suvi orqali amalga oshirish kerak. Elektroliz reaktsiyasi zonasidagi yuqori harorat energiya sarfini kamaytirishi mumkin, ammo harorat juda yuqori bo'lsa, elektroliz kamerasining diafragmasi buziladi, bu ham uskunaning uzoq muddatli ishlashiga zarar etkazadi.
Ushbu qurilma uchun optimal ish harorati 95 ℃ dan oshmasligi kerak. Bundan tashqari, hosil bo'lgan vodorod va kislorod ham sovutilishi va namlanishi kerak, suv bilan sovutilgan tiristorli rektifikator qurilmasi ham zarur sovutish quvurlari bilan jihozlangan.
Katta uskunaning nasosi tanasi ham sovutish suvining ishtirokini talab qiladi.
- Azotni to'ldirish va azotni tozalash tizimi
Qurilmani disk raskadrovka qilish va ishlatishdan oldin tizimda azot o'tkazmasligi testini o'tkazish kerak. Oddiy ishga tushirishdan oldin, shuningdek, vodorod va kislorodning har ikki tomonidagi gaz fazasi bo'shlig'idagi gaz yonuvchan va portlovchi diapazondan uzoqda bo'lishini ta'minlash uchun tizimning gaz fazasini azot bilan tozalash kerak.
Uskunalar o'chirilgandan so'ng, boshqaruv tizimi avtomatik ravishda bosimni ushlab turadi va tizim ichida ma'lum miqdorda vodorod va kislorodni saqlaydi. Ishga tushirish vaqtida bosim hali ham mavjud bo'lsa, tozalash harakatini bajarishga hojat yo'q. Biroq, agar bosim to'liq bartaraf etilsa, azotni tozalash harakatini qayta bajarish kerak.
- Vodorodni quritish (tozalash) tizimi (ixtiyoriy)
Suv elektrolizidan tayyorlangan vodorod gazi parallel quritgichda namlanadi va nihoyat quruq vodorod gazini olish uchun sinterlangan nikel naychali filtr bilan tozalanadi. Foydalanuvchining mahsulot vodorodiga bo'lgan talablariga muvofiq, tizim tozalash uchun palladiy platina bimetalik katalitik deoksigenatsiyadan foydalanadigan tozalash moslamasini qo'shishi mumkin.
Suv elektrolizi vodorod ishlab chiqarish qurilmasi tomonidan ishlab chiqarilgan vodorod bufer tank orqali vodorodni tozalash moslamasiga yuboriladi.
Vodorod gazi dastlab deoksigenatsiya minorasidan o'tadi va katalizator ta'sirida vodorod gazidagi kislorod vodorod gazi bilan reaksiyaga kirishib, suv hosil qiladi.
Reaksiya formulasi: 2H2+O2 2H2O.
Keyin, vodorod gazi vodorod kondensatoridan o'tadi (bu gazni suv bug'ini suvga kondensatsiya qilish uchun sovutadi, bu kollektor orqali tizimdan tashqariga avtomatik ravishda chiqariladi) va adsorbsion minoraga kiradi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 3-dekabr
