Jednotka na výrobu vodíka pre elektrolýzu zahŕňa kompletnú sadu zariadení na výrobu vodíka na elektrolýzu vody. Hlavné vybavenie je:
1. Elektrolyzér
2. Zariadenie na separáciu plynu a kvapalín
3. Systém sušenia a čistenia
4. Elektrická časť obsahuje: transformátor, usmerňovaciu skriňu, riadiacu skriňu programu PLC, prístrojovú skriňu, rozvodnú skriňu napájania, hostiteľský počítač atď.
5. Pomocný systém zahŕňa najmä: alkalickú nádrž, nádrž na vodu na surovinu, čerpadlo na zásobovanie vodou, dusíkovú fľašu / zbernicu atď.
6. Celkový pomocný systém zariadenia zahŕňa: stroj na čistú vodu, chladiacu vodnú vežu, chladič, vzduchový kompresor atď.
V jednotke na výrobu elektrolytického vodíka sa voda pôsobením jednosmerného prúdu v elektrolyzéri rozloží na jeden diel vodíka a 1/2 dielu kyslíka. Generovaný vodík a kyslík sa posielajú do separátora plyn-kvapalina spolu s elektrolytom na separáciu. Vodík a kyslík sa ochladzujú pomocou chladičov vodíka a kyslíka a zachytávač kvapiek zachytáva a odstraňuje vodu a potom je odoslaný pod kontrolou riadiaceho systému; pôsobením obehového čerpadla elektrolyt prechádza cez vodíkový, kyslíkový alkalický filter, vodíkový, kyslíkový alkalický filter atď. kvapalinovým chladičom a potom sa vráťte do elektrolyzéra na pokračovanie elektrolýzy.
Tlak v systéme sa nastavuje prostredníctvom systému riadenia tlaku a systému riadenia rozdielu tlaku, aby vyhovoval požiadavkám následných procesov a skladovania.
Vodík vyrobený elektrolýzou vody má výhody vysokej čistoty a malého množstva nečistôt. Nečistoty vo vodíku produkované elektrolýzou vody sú zvyčajne iba kyslík a voda a žiadne ďalšie zložky (ktoré môžu zabrániť otrave niektorých katalyzátorov), čo poskytuje pohodlie pri výrobe vysoko čistého vodíka. po vyčistení môže vyprodukovaný plyn dosiahnuť indikátory priemyselného plynu elektronickej kvality.
Vodík vyrobený zariadením na výrobu vodíka prechádza vyrovnávacou nádržou, aby sa stabilizoval pracovný tlak systému a ďalej sa odstránila voľná voda z vodíka.
Po vstupe vodíka do zariadenia na čistenie vodíka sa vodík vyrobený elektrolýzou vody ďalej čistí a pomocou princípov katalytickej reakcie a adsorpcie na molekulových sitách sa z vodíka odstraňuje kyslík, voda a iné nečistoty.
Zariadenie dokáže nastaviť automatický nastavovací systém na výrobu vodíka podľa aktuálnej situácie. Zmeny v zaťažení plynom spôsobia kolísanie tlaku v zásobníku vodíka. Tlakový vysielač inštalovaný na zásobníku vydá signál 4-20 mA a odošle ho do PLC a Po porovnaní pôvodnej nastavenej hodnoty a vykonaní inverznej transformácie a výpočtu PID sa vyšle signál 20 ~ 4 mA, ktorý sa odošle do skrine usmerňovača. upraviť veľkosť prúdu elektrolýzy, čím sa dosiahne účel automatického prispôsobovania produkcie vodíka podľa zmien zaťaženia vodíkom.
Zariadenia na výrobu vodíka na elektrolýzu alkalickej vody zahŕňajú najmä tieto systémy:
(1) Vodný systém surovín
Jediné, čo v procese výroby vodíka elektrolýzou vody reaguje, je voda (H2O), ktorú je potrebné priebežne dopĺňať surovou vodou cez doplňovacie čerpadlo. Poloha doplňovania vody je na separátore vodíka alebo kyslíka. Okrem toho sa pri opustení systému musí odobrať malé množstvo vodíka a kyslíka. vlhkosti. Spotreba vody malých zariadení je 1 l/Nm³H2 a spotreba veľkých zariadení môže byť znížená na 0,9 l/Nm³H2. Systém priebežne dopĺňa surovú vodu. Doplňovaním vody sa môže udržiavať stabilita hladiny alkalickej kvapaliny a koncentrácie alkálií a reakčný roztok sa môže včas dopĺňať. vody, aby sa udržala koncentrácia lúhu.
2) Systém transformátorového usmerňovača
Tento systém pozostáva hlavne z dvoch zariadení: transformátora a usmerňovacej skrine. Jeho hlavnou funkciou je konvertovať striedavý prúd 10/35 KV poskytovaný majiteľom prednej časti na jednosmerný prúd požadovaný elektrolyzérom a dodávať elektrolyzér jednosmerný prúd. Časť dodanej energie sa využíva na priamy rozklad vody. Molekuly sú vodík a kyslík a druhá časť vytvára teplo, ktoré je odvádzané chladičom lúhu cez chladiacu vodu.
Väčšina transformátorov je olejového typu. Ak sú umiestnené vo vnútri alebo v kontajneri, môžu sa použiť transformátory suchého typu. Transformátory používané v zariadeniach na výrobu vodíka v elektrolytickej vode sú špeciálne transformátory a je potrebné ich zladiť podľa údajov každého elektrolyzéra, takže ide o prispôsobené zariadenia.
(3) systém rozvodnej skrine
Napájacia rozvodná skriňa sa používa hlavne na napájanie 400V alebo bežne známeho ako 380V zariadenia do rôznych komponentov s motormi v systémoch separácie a čistenia vodíka a kyslíka za zariadením na výrobu vodíka z elektrolytickej vody. Zariadenie zahŕňa cirkuláciu alkálií v rámci separácie vodíka a kyslíka. Čerpadlá, čerpadlá na dopĺňanie vody v pomocných systémoch; vykurovacie drôty v sušiacich a čistiacich systémoch a pomocné systémy požadované celým systémom, ako sú stroje na čistú vodu, chladiče, vzduchové kompresory, chladiace veže a koncové vodíkové kompresory, hydrogenačné stroje a ďalšie zariadenia Napájanie zahŕňa aj napájanie pre osvetlenia, monitorovacích a iných systémov celej stanice.
(4) riadiaci systém
Riadiaci systém implementuje automatické riadenie PLC. PLC vo všeobecnosti používa Siemens 1200 alebo 1500. Je vybavené dotykovou obrazovkou interakčného rozhrania človek-počítač a ovládanie a zobrazenie parametrov každého systému zariadenia a zobrazenie riadiacej logiky sú realizované na dotykovej obrazovke.
5) Alkalický obehový systém
Tento systém zahŕňa hlavne tieto hlavné zariadenia:
Odlučovač vodíka a kyslíka - alkalické obehové čerpadlo - ventil - alkalický filter - elektrolyzér
Hlavným procesom je: alkalická kvapalina zmiešaná s vodíkom a kyslíkom v separátore vodíka a kyslíka je oddelená separátorom plyn-kvapalina a potom prúdi späť do cirkulačného čerpadla alkalickej kvapaliny. Tu je pripojený odlučovač vodíka a odlučovač kyslíka a čerpadlo na cirkuláciu alkalickej kvapaliny bude refluxovať. Alkalická kvapalina cirkuluje k ventilu a alkalickému kvapalinovému filtru na zadnom konci. Potom, čo filter odfiltruje veľké nečistoty, alkalická kvapalina cirkuluje do vnútra elektrolyzéra.
(6) Vodíkový systém
Vodík sa generuje zo strany katódovej elektródy a dostáva sa do separátora spolu so systémom cirkulácie alkalickej kvapaliny. V separátore, pretože samotný vodík je relatívne ľahký, sa prirodzene oddelí od alkalickej kvapaliny a dostane sa do hornej časti separátora a potom prechádza potrubím na ďalšiu separáciu a chladenie. Po ochladení vodou zachytávač kvapiek zachytáva kvapky a dosahuje čistotu asi 99 %, čím sa dostáva do koncového systému sušenia a čistenia.
Evakuácia: Evakuácia vodíka sa používa hlavne na evakuáciu počas spúšťania a vypínania, abnormálnej prevádzky alebo zlyhania čistoty a evakuácie pri poruche.
(7) Kyslíkový systém
Cesta kyslíka je podobná ako cesta vodíka, ale v inom separátore.
Evakuácia: V súčasnosti sa väčšina kyslíkových projektov rieši evakuáciou.
Využitie: Hodnota využitia kyslíka má zmysel len v špeciálnych projektoch, ako sú niektoré aplikačné scenáre, ktoré môžu využívať vodík aj vysoko čistý kyslík, ako napríklad výrobcovia optických vlákien. Existuje aj niekoľko veľkých projektov, ktoré majú vyhradený priestor na využitie kyslíka. Koncovými aplikačnými scenármi je výroba kvapalného kyslíka po vysušení a čistení alebo použitie medicínskeho kyslíka prostredníctvom disperzného systému. Spresnenie týchto scenárov využitia sa však ešte musí určiť. Ďalšie potvrdenie.
(8) systém chladiacej vody
Proces elektrolýzy vody je endotermická reakcia. Proces výroby vodíka musí byť zásobovaný elektrickou energiou. Elektrická energia spotrebovaná procesom elektrolýzy vody však presahuje teoretickú tepelnú absorpciu reakcie elektrolýzy vody. To znamená, že časť elektriny spotrebovanej elektrolyzérom sa premení na teplo. Táto časť Teplo sa používa hlavne na zahriatie alkalického cirkulačného systému na začiatku, takže teplota alkalického roztoku stúpne na teplotný rozsah 90±5°C požadovaný zariadením. Ak elektrolyzér pokračuje v práci po dosiahnutí menovitej teploty, je potrebné použiť vytvorené teplo. Chladiaca voda sa privádza von, aby sa udržala normálna teplota reakčnej zóny elektrolýzy. Vysoká teplota v reakčnej zóne elektrolýzy môže znížiť spotrebu energie, ale ak je teplota príliš vysoká, membrána elektrolýznej komory sa zničí, čo tiež poškodí dlhodobú prevádzku zariadenia.
Toto zariadenie vyžaduje, aby prevádzková teplota nebola vyššia ako 95 °C. Generovaný vodík a kyslík sa navyše musia chladiť a odvlhčovať a vodou chladené kremíkové riadené usmerňovacie zariadenie je tiež vybavené potrebnými chladiacimi potrubiami.
Teleso čerpadla veľkých zariadení tiež vyžaduje účasť chladiacej vody.
(9) Plnenie dusíkom a systém čistenia dusíkom
Pred odladením a prevádzkou zariadenia je potrebné systém naplniť dusíkom na skúšku vzduchotesnosti. Pred normálnym spustením sa tiež vyžaduje, aby sa plynná fáza systému prečistila dusíkom, aby sa zabezpečilo, že plyn v priestore plynnej fázy na oboch stranách vodíka a kyslíka je mimo dosahu horľavosti a výbušnosti.
Po vypnutí zariadenia bude riadiaci systém automaticky udržiavať tlak a zadržiavať určité množstvo vodíka a kyslíka vo vnútri systému. Ak sa pri zapnutí zariadenia stále nachádza tlak, nie je potrebné vykonávať čistenie. Ak sa však všetok tlak odstráni, bude potrebné ho znova vyčistiť. Čistenie dusíkom.
(10) Systém sušenia (čistenia) vodíka (voliteľné)
Vodík vyrobený elektrolýzou vody sa odvlhčuje paralelnou sušičkou a nakoniec sa opráši filtrom zo spekaného niklu, čím sa získa suchý vodík. (Podľa požiadaviek užívateľa na produktový vodík môže systém pridať čistiace zariadenie a čistenie využíva paládium-platinovú bimetalickú katalytickú deoxidáciu).
Vodík vyrobený zariadením na výrobu vodíka na elektrolýzu vody sa posiela do zariadenia na čistenie vodíka cez vyrovnávaciu nádrž.
Vodík najprv prechádza cez deoxygenačnú vežu. Pri pôsobení katalyzátora reaguje kyslík vo vodíku s vodíkom za vzniku vody.
Reakčný vzorec: 2H2+02 2H2O.
Potom vodík prechádza cez kondenzátor vodíka (ktorý ochladzuje plyn, aby kondenzovala vodná para v plyne za vzniku vody a skondenzovaná voda sa automaticky vypúšťa zo systému cez kvapalinový kolektor) a vstupuje do adsorpčnej veže.
Čas odoslania: 14. mája 2024
