Elektrolüüsi vesiniku tootmisüksus sisaldab täielikku komplekti vee elektrolüüsi vesiniku tootmise seadmeid. Peamised seadmed on:
1. Elektrolüüser
2. Gaasi-vedeliku eraldusseade
3. Kuivatamis- ja puhastussüsteem
4. Elektriosa sisaldab: trafot, alaldi kappi, PLC programmi juhtimiskappi, instrumendikappi, jaotuskappi, hostarvutit jne.
5. Abisüsteem sisaldab peamiselt: leelispaaki, tooraine veepaaki, veevarustuspumpa, lämmastikupudelit/siiniriba jne.
6. Seadme üldine abisüsteem sisaldab: puhta vee masinat, jahutusvee torni, jahutit, õhukompressorit jne.
Elektrolüütilise vesiniku tootmisseadmes lagundatakse vesi elektrolüüseris alalisvoolu toimel üheks osaks vesinikuks ja pooleks osaks hapnikuks. Tekkinud vesinik ja hapnik suunatakse koos elektrolüüdiga eraldamiseks gaasi-vedeliku separaatorisse. Vesinik ja hapnik jahutatakse vesiniku- ja hapnikujahutite abil ning tilgapüüdja püüab ja eemaldab vee ning seejärel suunatakse see juhtimissüsteemi juhtimisel välja; elektrolüüt läbib tsirkulatsioonipumba toimel vesiniku-, hapniku-leelisefiltri jne. ja seejärel naaseb elektrolüüserisse elektrolüüsi jätkamiseks.
Süsteemi rõhku reguleeritakse rõhukontrollisüsteemi ja diferentsiaalrõhukontrollisüsteemi abil, et see vastaks järgnevate protsesside ja ladustamise nõuetele.
Vee elektrolüüsi teel toodetud vesinikul on eelised kõrge puhtusaste ja vähene lisandite sisaldus. Tavaliselt on vee elektrolüüsi teel toodetud vesiniku lisanditeks ainult hapnik ja vesi ning muud komponendid puuduvad (mis aitab vältida mõnede katalüsaatorite mürgistumist), mis muudab kõrge puhtusastmega vesiniku tootmise mugavaks. Pärast puhastamist võib toodetud gaas saavutada elektroonikakvaliteediga tööstusgaasi näitajaid.
Vesiniku tootmisseadme toodetud vesinik läbib puhverpaaki, et stabiliseerida süsteemi töörõhku ja eemaldada vesinikust vaba vett.
Pärast vesiniku sisenemist vesiniku puhastusseadmesse puhastatakse vee elektrolüüsi teel toodetud vesinikku edasi ning hapnik, vesi ja muud vesinikust pärit lisandid eemaldatakse katalüütilise reaktsiooni ja molekulaarsõela adsorptsiooni põhimõtete abil.
Seade suudab seadistada vesiniku tootmise automaatse reguleerimissüsteemi vastavalt tegelikule olukorrale. Gaasikoormuse muutused põhjustavad vesinikupaagi rõhu kõikumisi. Paagile paigaldatud rõhuandur väljastab 4–20 mA signaali ja saadab selle PLC-le. Pärast algse seatud väärtuse võrdlemist ning pöördteisenduse ja PID-arvutuse tegemist väljastatakse 20–4 mA signaal, mis saadetakse alaldi kappi elektrolüüsivoolu suuruse reguleerimiseks, saavutades seeläbi vesiniku tootmise automaatse reguleerimise eesmärgi vastavalt vesinikukoormuse muutustele.
Leeliselise vee elektrolüüsi vesiniku tootmise seadmed hõlmavad peamiselt järgmisi süsteeme:
(1) Tooraine veesüsteem
Vesiniku elektrolüüsil vesiniku tootmisel reageerib ainult vesi (H2O), mida tuleb vee täiendamise pumba abil pidevalt toorveega täiendada. Vee täiendamise koht on vesiniku- või hapnikueraldajal. Lisaks tuleb süsteemist väljudes eemaldada väike kogus vesinikku ja hapnikku. Niiskust. Väikeste seadmete veetarve on 1 l/Nm³H2 ja suurte seadmete oma saab vähendada 0,9 l/Nm³H2-ni. Süsteem täiendab pidevalt toorvett. Vee täiendamise abil saab säilitada leeliselise vedeliku taseme ja leeliselise kontsentratsiooni stabiilsust ning reaktsioonilahust saab aja jooksul täiendada. vett leeliselise kontsentratsiooni säilitamiseks.
2) Trafo alaldi süsteem
See süsteem koosneb peamiselt kahest seadmest: trafost ja alaldikapist. Selle peamine ülesanne on teisendada esiotsa omaniku poolt antud 10/35KV vahelduvvool elektrolüsaatori jaoks vajalikuks alalisvooluks ja varustada elektrolüsaatorit alalisvooluga. Osa tarnitud energiast kasutatakse vee otseseks lagundamiseks. Molekulid on vesinik ja hapnik ning teine osa tekitab soojust, mille leelisejahuti jahutusvee kaudu eemaldab.
Enamik trafosid on õlitüüpi. Siseruumides või konteineris saab kasutada kuiva tüüpi trafosid. Elektrolüütilise vee vesiniku tootmise seadmetes kasutatavad trafod on spetsiaalsed trafod ja need tuleb sobitada iga elektrolüsaatori andmetega, seega on need kohandatud seadmed.
(3) jaotuskappide süsteem
Toitejaotuskappi kasutatakse peamiselt 400 V või üldtuntud ka kui 380 V seadmete varustamiseks erinevate mootoritega komponentidega vesiniku ja hapniku eraldus- ja puhastussüsteemides elektrolüütilise vee vesiniku tootmisseadmete taga. Seadmete hulka kuuluvad leelise tsirkulatsioon vesiniku ja hapniku eraldusraamistikus. Pumbad, vee täiendamise pumbad abisüsteemides; küttejuhtmed kuivatus- ja puhastussüsteemides ning kogu süsteemi jaoks vajalikud abisüsteemid, näiteks puhta vee masinad, jahutid, õhukompressorid, jahutustornid ja tagumised vesinikukompressorid, hüdrogeenimismasinad ja muud seadmed. Toiteallikas hõlmab ka kogu jaama valgustuse, jälgimise ja muude süsteemide toiteallikat.
(4) juhtimissüsteem
Juhtimissüsteem rakendab PLC automaatset juhtimist. PLC kasutab üldiselt Siemens 1200 või 1500. See on varustatud inimese ja arvuti interaktsiooniliidese puutetundliku ekraaniga ning seadme iga süsteemi töö ja parameetrite kuvamine ning juhtimisloogika kuvamine toimub puutetundlikul ekraanil.
5) Leelise tsirkulatsioonisüsteem
See süsteem sisaldab peamiselt järgmisi põhiseadmeid:
Vesiniku ja hapniku eraldaja - leelise tsirkulatsioonipump - ventiil - leelisefilter - elektrolüüser
Peamine protsess on järgmine: vesiniku-hapniku separaatoris vesiniku ja hapnikuga segatud leeliseline vedelik eraldatakse gaasi-vedeliku separaatori abil ja seejärel voolab see tagasi leeliselise vedeliku tsirkulatsioonipumpa. Siin on vesinikuseparaator ja hapnikuseparaator ühendatud ning leeliselise vedeliku tsirkulatsioonipump paneb tagasijooksul tööle. Leeliseline vedelik ringleb ventiili ja leeliselise vedeliku filtrisse tagumises otsas. Pärast seda, kui filter on suured lisandid välja filtreerinud, ringleb leeliseline vedelik elektrolüsaatori sisemusse.
(6) Vesinikusüsteem
Vesinik tekib katoodelektroodi poolelt ja jõuab koos leeliselise vedeliku tsirkulatsioonisüsteemiga separaatorisse. Separaatoris eraldub vesinik ise suhteliselt kerge kihi tõttu loomulikul teel leeliselisest vedelikust ja jõuab separaatori ülemisse ossa ning seejärel läbib torujuhtme edasiseks eraldamiseks ja jahutamiseks. Pärast veega jahutamist püüab tilgapüüdja tilgad kinni ja saavutab umbes 99% puhtuse, mis jõuab tagumisse kuivatus- ja puhastussüsteemi.
Evakueerimine: Vesiniku evakueerimist kasutatakse peamiselt evakueerimiseks käivitamise ja seiskamise ajal, ebanormaalse töö või puhtusvea korral ja rikke korral.
(7) Hapnikusüsteem
Hapniku teekond on sarnane vesiniku omaga, kuid erinevas separaatoris.
Evakueerimine: Praegu tegeletakse enamiku hapnikuprojektidega evakueerimise teel.
Kasutusala: Hapniku kasutusväärtus on oluline ainult eriprojektides, näiteks mõnedes rakendusstsenaariumides, mis saavad kasutada nii vesinikku kui ka kõrge puhtusastmega hapnikku, näiteks optiliste kiudude tootjad. Samuti on mõned suured projektid, mis on reserveerinud ruumi hapniku kasutamiseks. Tagaotsa rakendusstsenaariumid on vedela hapniku tootmine pärast kuivatamist ja puhastamist või meditsiinilise hapniku kasutamine dispersioonsüsteemi kaudu. Nende kasutusstsenaariumide täpsustamine on aga veel kindlaks määratud. Täiendav kinnitus.
(8) jahutusveesüsteem
Vee elektrolüüsiprotsess on endotermiline reaktsioon. Vesiniku tootmiseks on vaja elektrienergiat. Vee elektrolüüsiprotsessis tarbitav elektrienergia ületab aga vee elektrolüüsireaktsiooni teoreetilise soojuse neeldumise. See tähendab, et osa elektrolüsaatori poolt tarbitavast elektrist muundatakse soojuseks. Seda soojust kasutatakse peamiselt leelise tsirkulatsioonisüsteemi kuumutamiseks alguses, et leeliselahuse temperatuur tõuseks seadme poolt nõutavasse 90 ± 5 °C temperatuurivahemikku. Kui elektrolüsaator jätkab tööd pärast nimitemperatuuri saavutamist, tuleb tekkivat soojust ära kasutada jahutusvee ärajuhtimiseks, et säilitada elektrolüüsi reaktsioonitsooni normaalne temperatuur. Elektrolüüsi reaktsioonitsooni kõrge temperatuur võib vähendada energiatarbimist, kuid liiga kõrge temperatuur hävitab elektrolüüsikambri membraani, mis kahjustab ka seadme pikaajalist tööd.
See seade nõuab töötemperatuuri hoidmist mitte üle 95 °C. Lisaks tuleb tekitatud vesinikku ja hapnikku jahutada ja niiskust eemaldada ning vesijahutusega räni abil juhitav alaldi on varustatud ka vajalike jahutustorustikega.
Suurte seadmete pumba korpus nõuab ka jahutusvee osalemist.
(9) Lämmastikuga täitmise ja lämmastikuga puhastamise süsteem
Enne seadme silumist ja kasutamist tuleb süsteem õhutiheduse testimiseks täita lämmastikuga. Enne tavapärast käivitamist tuleb süsteemi gaasifaas samuti lämmastikuga läbi puhastada, et tagada gaasifaasiruumis vesiniku ja hapniku mõlemal küljel oleva gaasi eemalolek süttimis- ja plahvatusohtlikust piirkonnast.
Pärast seadme väljalülitamist hoiab juhtimissüsteem automaatselt rõhku ja teatud koguse vesinikku ja hapnikku süsteemis. Kui seadme sisselülitamisel on rõhk endiselt olemas, pole vaja puhastust teha. Kui aga kogu rõhk eemaldatakse, tuleb see uuesti puhastada. Lämmastiku puhastustoiming.
(10) Vesinikkuivatus- (puhastus-) süsteem (valikuline)
Vee elektrolüüsil saadud vesinik kuivatatakse paralleelkuivatiga ja lõpuks tolmustatakse paagutatud nikkeltorufiltriga, et saada kuiv vesinik. (Vastavalt kasutaja nõuetele tootevesiniku osas võib süsteemi lisada puhastusseadme ja puhastamisel kasutatakse pallaadium-plaatina bimetallilist katalüütilist deoksüdatsiooni).
Vee elektrolüüsi vesiniku tootmise seadmes toodetud vesinik suunatakse puhverpaagi kaudu vesiniku puhastusseadmesse.
Vesinik läbib esmalt hapnikuvabastustorni. Katalüsaatori toimel reageerib vesinikus olev hapnik vesinikuga, moodustades vett.
Reaktsioonivalem: 2H2+O2 2H2O.
Seejärel läbib vesinik vesinikkondensaatori (mis jahutab gaasi, et kondenseerida gaasis olev veeaur vee tekitamiseks, ja kondensvesi juhitakse süsteemist automaatselt läbi vedelikukollektori) ja siseneb adsorptsioonitorni.
Postituse aeg: 14. mai 2024
