Електролитниотводородпроизводствена единица вклучува комплетен сет на електролиза на водаводородопрема за производство, со главна опрема вклучувајќи:
1. Електролитичка ќелија
2. Уред за одвојување на гасна течност
3. Систем за сушење и прочистување
4. Електричниот дел вклучува: трансформатор, исправувачки кабинет, PLC контролен кабинет, ормар за инструменти, дистрибутивен ормар, горен компјутер и сл.
5. Помошниот систем главно вклучува: резервоар за алкален раствор, резервоар за вода за суровини, пумпа за вода за шминка, азотен цилиндар/шина итн/ 6. Целокупниот помошен систем на опремата вклучува: машина за чиста вода, чилер кула, чилер, компресор за воздух итн
ладилници со водород и кислород, а водата се собира со капка капка пред да биде испратена под контрола на контролниот систем; Електролитот поминува низводороди кислородни алкални филтри, водородни и кислородни алкални ладилници соодветно под дејство на циркулационата пумпа, а потоа се враќаат во електролитичката ќелија за понатамошна електролиза.
Притисокот на системот се регулира со системот за контрола на притисокот и системот за контрола на диференцијален притисок за да се задоволат барањата на низводните процеси и складирање.
Водородот произведен со електролиза на вода има предности на висока чистота и ниски нечистотии. Обично, нечистотиите во водородниот гас произведен со електролиза на вода се само кислород и вода, без други компоненти (што може да избегне труење на одредени катализатори). Ова обезбедува погодност за производство на водороден гас со висока чистота, а прочистениот гас може да ги исполни стандардите за индустриски гасови од електронска класа.
Водородот произведен од единицата за производство на водород поминува низ тампон резервоар за да се стабилизира работниот притисок на системот и дополнително да се отстрани слободната вода од водородот.
По влегувањето во уредот за прочистување на водородот, водородот произведен со електролиза на вода дополнително се прочистува, користејќи ги принципите на каталитичка реакција и адсорпција на молекуларно сито за да се отстрани кислородот, водата и другите нечистотии од водородот.
Опремата може да постави автоматски систем за прилагодување на производството на водород според фактичката ситуација. Промените во оптоварувањето со гас ќе предизвикаат флуктуации во притисокот на резервоарот за складирање на водород. Предавателот на притисок инсталиран на резервоарот за складирање ќе емитува сигнал од 4-20 mA до PLC за споредба со оригиналната поставена вредност, а по инверзна трансформација и пресметка на PID, ќе емитува сигнал од 20-4 mA до исправувачкиот кабинет за да ја прилагоди големината на струја на електролиза, со што се постигнува целта за автоматско прилагодување на производството на водород според промените во оптоварувањето на водород.
Единствената реакција во процесот на производство на водород со електролиза на вода е водата (H2O), која треба постојано да се снабдува со сирова вода преку пумпа за надополнување на вода. Позицијата за надополнување се наоѓа на сепараторот за водород или кислород. Покрај тоа, водородот и кислородот треба да одземат мала количина на вода кога го напуштаат системот. Опремата со мала потрошувачка на вода може да троши 1L/Nm ³ H2, додека поголемата опрема може да ја намали на 0,9L/Nm ³ H2. Системот постојано ја надополнува сировата вода, што може да ја одржи стабилноста на нивото и концентрацијата на алкалната течност. Исто така, може навремено да ја надополни изреагираната вода за да ја одржи концентрацијата на алкалниот раствор.
- Трансформаторски исправувачки систем
Овој систем главно се состои од два уреди, трансформатор и исправувач. Неговата главна функција е да ја претвори струјата од 10/35KV наизменична струја обезбедена од предниот сопственик во еднонасочна струја што ја бара електролитичката ќелија и да ја снабдува со еднонасочна струја на електролитичката ќелија. Дел од испорачаната енергија се користи за директно разложување на молекулите на водата на водород и кислород, а другиот дел генерира топлина, која се изведува од алкалниот ладилник преку вода за ладење.
Повеќето трансформатори се од тип на масло. Ако се сместат во затворен простор или во контејнер, може да се користат трансформатори од сув тип. Трансформаторите што се користат за опрема за производство на водород со електролитичка вода се специјални трансформатори кои треба да се усогласат според податоците на секоја електролитна ќелија, така што тие се прилагодена опрема.
Во моментов, најчесто користениот кабинет за исправување е типот на тиристор, кој е поддржан од производителите на опрема поради долгото време на употреба, високата стабилност и ниската цена. Сепак, поради потребата да се приспособи опремата од големи размери на предната обновлива енергија, ефикасноста на конверзија на кабинетите со исправувачи на тиристор е релативно ниска. Во моментов, различни производители на кабинети за исправување се стремат да усвојат нови кабинети за исправувачи IGBT. IGBT е веќе многу вообичаен во другите индустрии како што е енергијата на ветерот, и се верува дека кабинетите за исправување на IGBT ќе имаат значителен развој во иднина.
- Систем за дистрибутивен кабинет
Кабинетот за дистрибуција главно се користи за напојување на различни компоненти со мотори во системот за одвојување и прочистување на водород кислород зад опремата за производство на водород со електролитичка вода, вклучувајќи 400V или вообичаено наречена опрема од 380V. Опремата ја вклучува алкалната циркулациона пумпа во рамката за одвојување на водород кислород и пумпата за шминка за вода во помошниот систем; Напојувањето за грејните жици во системот за сушење и прочистување, како и помошните системи потребни за целиот систем како што се машини за чиста вода, чилери, воздушни компресори, ладилни кули и задни компресори со водород, машини за хидрогенизација итн. ., вклучува и напојување за осветлување, мониторинг и други системи на целата станица.
- Cонтроl систем
Контролниот систем имплементира автоматска контрола на PLC. PLC генерално ги прифаќа Siemens 1200 или 1500 и е опремен со интерфејс на интеракција меѓу човекот и машината, екран на допир. Работењето и прикажувањето на параметрите на секој систем на опремата како и прикажувањето на контролната логика се реализираат на екранот на допир.
5. Систем за циркулација на алкален раствор
Овој систем главно ја вклучува следната главна опрема:
Сепаратор на водород кислород – Циркулациона пумпа за алкален раствор – Вентил – Филтер за алкален раствор – Електролитичка ќелија
Главниот процес е како што следува: алкалниот раствор измешан со водород и кислород во водородниот сепаратор на кислород се одвојува со сепараторот гас-течност и се враќа во циркулационата пумпа за алкален раствор. Сепараторот на водород и сепараторот на кислород се поврзани овде, а циркулационата пумпа за алкален раствор го циркулира рефлуксираниот алкален раствор до вентилот и филтерот за алкален раствор на задниот крај. Откако филтерот ќе ги филтрира големите нечистотии, алкалниот раствор се циркулира во внатрешноста на електролитичката ќелија.
6.Водороден систем
Водородниот гас се генерира од страната на катодната електрода и стигнува до сепараторот заедно со системот за циркулација на алкален раствор. Внатре во сепараторот, водородниот гас е релативно лесен и природно одвоен од алкалниот раствор, достигнувајќи го горниот дел од сепараторот. Потоа, тој поминува низ цевководи за понатамошно раздвојување, се лади со вода за ладење и се собира со капаче за да се постигне чистота од околу 99% пред да стигне до задниот систем за сушење и прочистување.
Евакуација: евакуацијата на водородниот гас главно се користи за време на периоди на стартување и исклучување, абнормални операции или кога чистотата не ги исполнува стандардите, како и за отстранување проблеми.
7. Кислороден систем
Патеката на кислород е слична на онаа на водородот, освен што се изведува во различни сепаратори.
Празнење: Во моментов, повеќето проекти користат метод на празнење кислород.
Употреба: Искористената вредност на кислородот е значајна само во специјални проекти, како што се апликациите што можат да користат и водород и кислород со висока чистота, како што се производителите на оптички влакна. Има и некои големи проекти кои имаат резервирано простор за искористување на кислородот. Сценаријата за примена на заднината се за производство на течен кислород по сушењето и прочистувањето, или за медицински кислород преку дисперзиските системи. Сепак, прецизноста на овие сценарија за користење сè уште треба дополнителна потврда.
8. Систем за вода за ладење
Процесот на електролиза на водата е ендотермична реакција, а процесот на производство на водород мора да биде снабден со електрична енергија. Сепак, електричната енергија потрошена во процесот на електролиза на вода ја надминува теоретската апсорпција на топлина на реакцијата на електролиза на вода. Со други зборови, дел од електричната енергија што се користи во ќелијата за електролиза се претвора во топлина, која главно се користи за загревање на системот за циркулација на алкален раствор на почетокот, зголемувајќи ја температурата на алкалниот раствор до потребниот температурен опсег од 90 ± 5 ℃ за опремата. Ако ќелијата за електролиза продолжи да работи откако ќе ја достигне номиналната температура, генерираната топлина треба да се спроведе со вода за ладење за да се одржи нормалната температура на зоната на реакција на електролиза. Високата температура во зоната на реакција на електролиза може да ја намали потрошувачката на енергија, но ако температурата е превисока, дијафрагмата на комората за електролиза ќе се оштети, што исто така ќе биде штетно за долгорочното работење на опремата.
Оптималната работна температура за овој уред треба да се одржува на не повеќе од 95 ℃. Дополнително, генерираниот водород и кислород исто така треба да се изладат и одвлажнуваат, а уредот за исправувач на тиристор со ладење со вода е исто така опремен со неопходни цевководи за ладење.
Телото на пумпата на голема опрема, исто така, бара учество на вода за ладење.
- Систем за полнење и прочистување со азот
Пред дебагирање и ракување со уредот, треба да се спроведе тест за затегнатост на азот на системот. Пред нормално стартување, исто така, потребно е да се исчисти гасната фаза на системот со азот за да се осигура дека гасот во просторот на гасната фаза од двете страни на водородот и кислородот е далеку од опсегот на запаливи и експлозивни.
Откако ќе се исклучи опремата, контролниот систем автоматски ќе одржува притисок и ќе задржи одредена количина на водород и кислород во системот. Ако притисокот сè уште е присутен за време на стартувањето, нема потреба да се врши акција за прочистување. Меѓутоа, ако притисокот е целосно ослободен, треба повторно да се изврши акција за прочистување на азот.
- Систем за сушење (прочистување) на водород (опционално)
Водородниот гас подготвен од електролиза на вода се одвлажнува со паралелна машина за сушење и на крајот се прочистува со филтер од синтерувана никелна цевка за да се добие сув водороден гас. Според барањата на корисникот за производ водород, системот може да додаде уред за прочистување, кој користи паладиум платина биметална каталитичка деоксигенација за прочистување.
Водородот произведен од единицата за производство на водород за електролиза на вода се испраќа до единицата за прочистување на водород преку тампон резервоар.
Водородниот гас прво поминува низ кула за деоксигенација, а под дејство на катализатор, кислородот во водородниот гас реагира со водородниот гас за да произведе вода.
Формула на реакција: 2H2+O2 2H2O.
Потоа, водородниот гас поминува низ водороден кондензатор (кој го лади гасот за да ја кондензира водената пареа во вода, која автоматски се испушта надвор од системот преку колектор) и влегува во кулата за адсорпција.
Време на објавување: Декември-03-2024 година
