Elektrolüütilinevesiniktootmisüksus sisaldab täielikku vee elektrolüüsi komplektivesiniktootmisseadmed koos põhiseadmetega, sealhulgas:
1. Elektrolüütiline element
2. Gaasivedeliku eraldamise seade
3. Kuivatus- ja puhastussüsteem
4. Elektriline osa sisaldab: trafo, alaldi kapp, PLC juhtkapp, instrumendikapp, jaotuskapp, ülemine arvuti jne
5. Abisüsteem sisaldab peamiselt: leeliselahuse paaki, tooraine veepaaki, lisaveepumpa, lämmastikuballooni/siinid jne/ 6. Seadme üldine abisüsteem sisaldab: puhta vee masin, jahuti torn, jahuti, õhukompressor jne
vesiniku- ja hapnikujahutid ning vesi kogutakse tilgapüüduriga enne väljasaatmist juhtimissüsteemi kontrolli all; Elektrolüüt läbibvesinikja hapniku leelisfiltrid, vesiniku ja hapniku leelise jahutid vastavalt tsirkulatsioonipumba toimel ning seejärel naaseb elektrolüütielemendisse edasiseks elektrolüüsiks.
Süsteemi rõhku reguleeritakse rõhureguleerimissüsteemi ja diferentsiaalrõhu juhtimissüsteemiga, et see vastaks järgnevate protsesside ja ladustamise nõuetele.
Vee elektrolüüsil toodetud vesiniku eelisteks on kõrge puhtus ja vähe lisandeid. Tavaliselt on vee elektrolüüsil toodetud vesinikgaasi lisanditeks ainult hapnik ja vesi, ilma muude komponentideta (mis võib vältida teatud katalüsaatorite mürgistust). See pakub mugavust kõrge puhtusastmega vesinikgaasi tootmiseks ja puhastatud gaas vastab elektrooniliste tööstusgaaside standarditele.
Vesinikutootmisüksuses toodetud vesinik läbib puhverpaaki, et stabiliseerida süsteemi töörõhku ja eemaldada vesinikust veelgi vaba vesi.
Pärast vesiniku puhastusseadmesse sisenemist puhastatakse vee elektrolüüsil toodetud vesinik edasi, kasutades katalüütilise reaktsiooni ja molekulaarsõeladsorptsiooni põhimõtteid, et eemaldada vesinikust hapnik, vesi ja muud lisandid.
Seadmed võivad vastavalt tegelikule olukorrale seadistada automaatse vesiniku tootmise reguleerimissüsteemi. Gaasikoormuse muutused põhjustavad vesinikupaagi rõhu kõikumisi. Paagile paigaldatud rõhuandur väljastab PLC-le 4-20 mA signaali, et võrrelda seda algse seadistatud väärtusega, ning pärast pöördteisendust ja PID arvutamist väljastab 20-4 mA signaali alaldi kappi, et reguleerida alaldi suurust. elektrolüüsivoolu, saavutades sellega vesiniku tootmise automaatse reguleerimise eesmärgi vastavalt vesinikukoormuse muutustele.
Ainus reaktsioon vesiniku tootmise protsessis vee elektrolüüsi teel on vesi (H2O), mida tuleb pidevalt varustada toorveega läbi veetäienduspumba. Täiendusasend asub vesiniku- või hapnikuseparaatoril. Lisaks peavad vesinik ja hapnik süsteemist väljudes ära võtma väikese koguse vett. Madala veekuluga seadmed võivad tarbida 1 l/Nm ³ H2, suuremad seadmed aga 0,9 l/Nm ³ H2. Süsteem täiendab pidevalt toorvett, mis suudab säilitada leeliselise vedeliku taseme ja kontsentratsiooni stabiilsust. Samuti võib see reageerinud vett õigeaegselt täiendada, et säilitada leeliselise lahuse kontsentratsioon.
- Trafo alaldi süsteem
See süsteem koosneb peamiselt kahest seadmest, trafost ja alaldi kapist. Selle põhiülesanne on teisendada esiotsa omaniku pakutav 10/35KV vahelduvvool elektrolüütielemendi jaoks vajalikuks alalisvooluks ja anda elektrolüütielemendile alalisvoolu. Osa tarnitud võimsusest kasutatakse veemolekulide otseseks lagundamiseks vesinikuks ja hapnikuks ning teine osa tekitab soojust, mida leelisjahuti juhib läbi jahutusvee.
Enamik trafosid on õlitüüpi. Kui paigutada siseruumidesse või mahutisse, võib kasutada kuivtrafosid. Elektrolüütilise vee vesiniku tootmise seadmetes kasutatavad trafod on spetsiaalsed trafod, mis tuleb sobitada vastavalt iga elektrolüütielemendi andmetele, seega on need kohandatud seadmed.
Praegu on enim kasutatav alaldikapp türistortüüpi, mida seadmete tootjad toetavad selle pika kasutusaja, kõrge stabiilsuse ja madala hinna tõttu. Kuna aga suuremahulisi seadmeid on vaja kohandada taastuvenergia esiotsa, on türistori alaldikappide muundamise efektiivsus suhteliselt madal. Praegu püüavad erinevad alaldikappide tootjad võtta kasutusele uusi IGBT-alalduskappe. IGBT on juba väga levinud teistes tööstusharudes, nagu tuuleenergia, ja arvatakse, et IGBT alaldi kapid saavad tulevikus märkimisväärset arengut.
- Jaotuskappide süsteem
Jaotuskappi kasutatakse peamiselt elektrolüütilise vee vesiniku tootmisseadmete taga asuva vesiniku hapniku eraldamise ja puhastussüsteemi mootoritega erinevate komponentide toiteallikaks, sealhulgas 400 V või tavaliselt 380 V seadmed. Varustus sisaldab leelise tsirkulatsioonipumpa vesiniku hapniku eraldamise raamistikus ja lisaveepumpa abisüsteemis; Kuivatus- ja puhastussüsteemi küttejuhtmete toiteallikas, samuti kogu süsteemi jaoks vajalikud abisüsteemid, nagu puhta vee masinad, jahutid, õhukompressorid, jahutustornid ja vesiniku tagaosa kompressorid, hüdrogeenimismasinad jne ., sisaldab ka kogu jaama valgustuse, seire ja muude süsteemide toiteallikat.
- Control süsteem
Juhtsüsteem rakendab PLC automaatjuhtimist. PLC kasutab tavaliselt Siemens 1200 või 1500 ning on varustatud inimese ja masina interaktsiooni liidesega puuteekraaniga. Seadme iga süsteemi töö ja parameetrite kuvamine ning juhtimisloogika kuvamine realiseeritakse puutetundlikul ekraanil.
5. Leeliselahuse tsirkulatsioonisüsteem
See süsteem sisaldab peamiselt järgmisi põhiseadmeid:
Vesinikhapniku eraldaja – Leelislahuse tsirkulatsioonipump – Klapp – Leelislahuse filter – Elektrolüütiline element
Põhiprotsess on järgmine: vesiniku hapnikuseparaatoris vesiniku ja hapnikuga segatud leeliselahus eraldatakse gaas-vedelik separaatoriga ja keedetakse tagasijooksul leeliselise lahuse tsirkulatsioonipumpa. Siin on ühendatud vesiniku separaator ja hapnikuseparaator ning leeliselahuse tsirkulatsioonipump tsirkuleerib tagasijooksul kuumutatud leeliselahuse tagaotsas asuvasse ventiili ja leelislahuse filtrisse. Pärast seda, kui filter filtreerib välja suured lisandid, tsirkuleeritakse leeliseline lahus elektrolüütielemendi sisemusse.
6. Vesinikusüsteem
Vesinikgaas tekib katoodelektroodi poolelt ja jõuab separaatorisse koos leeliselise lahuse tsirkulatsioonisüsteemiga. Separaatori sees on gaas vesinik suhteliselt kerge ja looduslikult leeliselisest lahusest eraldunud, jõudes separaatori ülemisse ossa. Seejärel läbib see torujuhtmeid edasiseks eraldamiseks, jahutatakse jahutusveega ja kogutakse tilgupüüduriga, et saavutada umbes 99% puhtus, enne kui see jõuab tagakuivatus- ja puhastussüsteemi.
Evakueerimine: vesinikgaasi evakueerimist kasutatakse peamiselt käivitus- ja seiskamisperioodidel, ebatavalistel töödel või kui puhtus ei vasta standarditele, samuti tõrkeotsinguks.
7. Hapnikusüsteem
Hapniku teekond on sarnane vesiniku omaga, välja arvatud see, et see viiakse läbi erinevates separaatorites.
Tühjendamine: praegu kasutatakse enamikus projektides hapniku tühjendamise meetodit.
Kasutamine: hapniku kasutusväärtus on mõttekas ainult eriprojektides, näiteks rakendustes, mis võivad kasutada nii vesinikku kui ka kõrge puhtusastmega hapnikku, näiteks kiudoptilise tootjad. Samuti on mõned suured projektid, mis on reserveeritud ruumi hapniku kasutamiseks. Taustrakenduse stsenaariumid on mõeldud vedela hapniku tootmiseks pärast kuivatamist ja puhastamist või meditsiinilise hapniku tootmiseks dispergeerimissüsteemide kaudu. Nende kasutusstsenaariumide täpsus vajab siiski täiendavat kinnitust.
8. Jahutusveesüsteem
Vee elektrolüüsiprotsess on endotermiline reaktsioon ja vesiniku tootmisprotsess peab olema varustatud elektrienergiaga. Vee elektrolüüsi protsessis tarbitav elektrienergia ületab aga vee elektrolüüsi reaktsiooni teoreetilise soojuse neeldumise. Teisisõnu muudetakse osa elektrolüüsielemendis kasutatavast elektrist soojuseks, mida kasutatakse peamiselt leeliselise lahuse tsirkulatsioonisüsteemi alguses soojendamiseks, tõstes leeliselise lahuse temperatuuri vajaliku temperatuurivahemikuni 90 ± 5. ℃ seadmete jaoks. Kui elektrolüüsielement jätkab tööd pärast nimitemperatuuri saavutamist, tuleb tekkiv soojus elektrolüüsi reaktsioonitsooni normaalse temperatuuri säilitamiseks jahutada veega. Kõrge temperatuur elektrolüüsi reaktsioonitsoonis võib vähendada energiatarbimist, kuid liiga kõrge temperatuuri korral saab elektrolüüsikambri diafragma kahjustada, mis kahjustab ka seadmete pikaajalist tööd.
Selle seadme optimaalne töötemperatuur ei tohi olla kõrgem kui 95 ℃. Lisaks tuleb jahutada ja kuivatada ka tekkinud vesinik ja hapnik, samuti on vesijahutusega türistoralaldi seade varustatud vajalike jahutustorustikuga.
Suurte seadmete pumba korpus nõuab ka jahutusvee osalemist.
- Lämmastiku täitmise ja lämmastiku tühjendamise süsteem
Enne silumist ja seadme kasutamist tuleb süsteemil läbi viia lämmastiku tiheduse test. Enne tavapärast käivitamist on vaja ka süsteemi gaasifaasi puhastada lämmastikuga tagamaks, et gaasifaasi ruumis olev gaas mõlemal pool vesinikku ja hapnikku oleks tule- ja plahvatusohtlikust piirkonnast kaugel.
Pärast seadmete väljalülitamist hoiab juhtsüsteem automaatselt rõhku ja hoiab süsteemi sees teatud koguse vesinikku ja hapnikku. Kui rõhk on käivitamise ajal endiselt olemas, ei ole vaja puhastamist teha. Kui aga rõhk on täielikult langetatud, tuleb uuesti läbi viia lämmastiku väljapuhastus.
- Vesiniku kuivatamise (puhastus) süsteem (valikuline)
Vee elektrolüüsil valmistatud gaasiline vesinik kuivatatakse paralleelkuivati abil ja lõpuks puhastatakse paagutatud nikkeltorufiltriga, et saada kuiva vesinikgaasi. Vastavalt kasutaja nõudmistele toote vesinikule võib süsteem lisada puhastusseadme, mis kasutab puhastamiseks pallaadiumplaatina bimetallilist katalüütilist deoksügeenimist.
Vee elektrolüüsi vesiniku tootmisüksuses toodetud vesinik suunatakse puhverpaagi kaudu vesiniku puhastusseadmesse.
Gaasiline vesinik läbib esmalt hapniku eemaldamise torni ja katalüsaatori toimel reageerib gaasilises vesinikus olev hapnik gaasilise vesinikuga, tekitades vett.
Reaktsiooni valem: 2H2+O2 2H2O.
Seejärel läbib vesinikgaas läbi vesinikkondensaatori (mis jahutab gaasi, et kondenseerida veeaur veeks, mis juhitakse kollektori kaudu automaatselt süsteemist välja) ja siseneb adsorptsioonitorni.
Postitusaeg: detsember 03-2024
