Ang yunit ng produksyon ng hydrogen para sa electrolysis ay may kasamang kumpletong hanay ng mga kagamitan sa produksyon ng hydrogen para sa electrolysis ng tubig. Ang pangunahing kagamitan ay:
1. Elektrolisador
2. Aparato sa paghihiwalay ng gas at likido
3. Sistema ng pagpapatuyo at paglilinis
4. Kasama sa mga de-kuryenteng bahagi ang: transformer, rectifier cabinet, PLC program control cabinet, instrument cabinet, power distribution cabinet, host computer, atbp.
5. Pangunahing kinabibilangan ng sistemang pantulong ang: tangke ng alkali, tangke ng tubig para sa hilaw na materyales, bomba ng suplay ng tubig, bote/bus bar ng nitrogen, atbp.
6. Ang pangkalahatang sistemang pantulong ng kagamitan ay kinabibilangan ng: makinang gumagamit ng purong tubig, tore ng tubig na panglamig, chiller, air compressor, atbp.
Sa electrolytic hydrogen production unit, ang tubig ay pinaghihiwalay sa isang bahagi ng hydrogen at 1/2 bahagi ng oxygen sa electrolyzer sa ilalim ng aksyon ng direct current. Ang nabuo na hydrogen at oxygen ay ipinapadala sa gas-liquid separator kasama ang electrolyte para sa paghihiwalay. Ang hydrogen at oxygen ay pinapalamig ng hydrogen at oxygen coolers, at ang drop catcher ay sumasalo at nag-aalis ng tubig, at pagkatapos ay ipinapadala palabas sa ilalim ng kontrol ng control system; ang electrolyte ay dumadaan sa hydrogen, oxygen alkali filter, hydrogen, oxygen alkali filter, atbp. sa ilalim ng aksyon ng circulation pump. liquid cooler at pagkatapos ay bumabalik sa electrolyzer upang ipagpatuloy ang electrolysis.
Ang presyon ng sistema ay inaayos sa pamamagitan ng sistema ng pagkontrol ng presyon at sistema ng pagkontrol ng differential pressure upang matugunan ang mga kinakailangan ng mga kasunod na proseso at imbakan.
Ang hydrogen na nalilikha sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay may mga bentahe ng mataas na kadalisayan at kaunting mga dumi. Kadalasan, ang mga dumi sa hydrogen na nalilikha sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay oxygen at tubig lamang, at walang iba pang mga sangkap (na maaaring maiwasan ang pagkalason ng ilang mga katalista), na nagbibigay ng kaginhawahan para sa paggawa ng mataas na kadalisayan na hydrogen. , pagkatapos ng paglilinis, ang gas na nalilikha ay maaaring umabot sa mga tagapagpahiwatig ng electronic grade industrial gas.
Ang hydrogen na nalilikha ng aparato sa produksyon ng hydrogen ay dumadaan sa isang buffer tank upang patatagin ang gumaganang presyon ng sistema at higit pang alisin ang libreng tubig sa hydrogen.
Matapos makapasok ang hydrogen sa hydrogen purification device, ang hydrogen na nalilikha ng water electrolysis ay lalong dinadalisay, at ang oxygen, tubig, at iba pang mga dumi sa hydrogen ay inaalis gamit ang mga prinsipyo ng catalytic reaction at molecular sieve adsorption.
Ang kagamitan ay maaaring mag-set up ng isang awtomatikong sistema ng pagsasaayos para sa produksyon ng hydrogen ayon sa aktwal na sitwasyon. Ang mga pagbabago sa gas load ay magdudulot ng mga pagbabago-bago sa presyon ng tangke ng imbakan ng hydrogen. Ang pressure transmitter na naka-install sa tangke ng imbakan ay maglalabas ng 4-20mA signal at ipapadala ito sa PLC. Pagkatapos ihambing ang orihinal na itinakdang halaga at magsagawa ng inverse transformation at pagkalkula ng PID, isang 20~4mA signal ang ilalabas at ipapadala sa rectifier cabinet upang ayusin ang laki ng electrolysis current, sa gayon ay makakamit ang layunin ng awtomatikong pagsasaayos ng produksyon ng hydrogen ayon sa mga pagbabago sa hydrogen load.
Ang mga kagamitan sa produksyon ng hydrogen para sa alkaline water electrolysis ay pangunahing kinabibilangan ng mga sumusunod na sistema:
(1) Sistema ng tubig na hilaw na materyales
Ang tanging bagay na tumutugon sa proseso ng produksyon ng hydrogen sa electrolysis ng tubig ay ang tubig (H2O), na kailangang patuloy na mapunan ng hilaw na tubig sa pamamagitan ng isang water replenishment pump. Ang posisyon ng pagpuno ng tubig ay nasa hydrogen o oxygen separator. Bukod pa rito, kailangang alisin ang kaunting hydrogen at oxygen kapag lumalabas sa sistema. Ang konsumo ng tubig ng maliliit na kagamitan ay 1L/Nm³H2, at ang sa malalaking kagamitan ay maaaring mabawasan sa 0.9L/Nm³H2. Patuloy na pinupunan ng sistema ang hilaw na tubig. Sa pamamagitan ng pagpuno ng tubig, mapapanatili ang katatagan ng antas ng alkali liquid at konsentrasyon ng alkali, at ang solusyon ng reaksyon ay maaaring mapunan sa paglipas ng panahon.
2) Sistema ng rectifier ng transpormer
Ang sistemang ito ay pangunahing binubuo ng dalawang aparato: isang transformer at isang rectifier cabinet. Ang pangunahing tungkulin nito ay i-convert ang 10/35KV AC power na ibinibigay ng front-end owner sa DC power na kinakailangan ng electrolyzer, at magsuplay ng DC power sa electrolyzer. Bahagi ng ibinibigay na power ay ginagamit upang direktang mabulok ang tubig. Ang mga molekula ay hydrogen at oxygen, at ang kabilang bahagi ay bumubuo ng init, na kinukuha ng lye cooler sa pamamagitan ng cooling water.
Karamihan sa mga transformer ay uri-langis. Kung ilalagay sa loob ng bahay o sa loob ng lalagyan, maaaring gumamit ng mga dry-type na transformer. Ang mga transformer na ginagamit sa mga kagamitan sa produksyon ng hydrogen para sa electrolytic water ay mga espesyal na transformer at kailangang itugma ayon sa datos ng bawat electrolyzer, kaya ang mga ito ay mga pasadyang kagamitan.
(3) sistema ng kabinet ng pamamahagi ng kuryente
Ang power distribution cabinet ay pangunahing ginagamit upang magtustos ng 400V o karaniwang kilala bilang 380V na kagamitan sa iba't ibang bahagi na may mga motor sa mga sistema ng paghihiwalay at paglilinis ng hydrogen at oxygen sa likod ng mga kagamitan sa produksyon ng hydrogen na electrolytic water. Kasama sa kagamitan ang sirkulasyon ng alkali sa balangkas ng paghihiwalay ng hydrogen at oxygen. Mga bomba, mga pump para sa muling pagdadagdag ng tubig sa mga auxiliary system; mga heating wire sa mga sistema ng pagpapatuyo at paglilinis, at mga auxiliary system na kinakailangan ng buong sistema, tulad ng mga makinang pang-purong tubig, chiller, air compressor, cooling tower, at back-end hydrogen compressor, hydrogenation machine at iba pang kagamitan. Kasama rin sa power supply ang power supply para sa pag-iilaw, pagsubaybay, at iba pang mga sistema ng buong istasyon.
(4) sistema ng kontrol
Ang sistema ng kontrol ay nagpapatupad ng awtomatikong kontrol ng PLC. Ang PLC ay karaniwang gumagamit ng Siemens 1200 o 1500. Ito ay nilagyan ng touch screen ng interaksyon ng tao-computer, at ang pagpapakita ng operasyon at parameter ng bawat sistema ng kagamitan at ang pagpapakita ng lohika ng kontrol ay natanto sa touch screen.
5) Sistema ng sirkulasyon ng alkali
Ang sistemang ito ay pangunahing kinabibilangan ng mga sumusunod na pangunahing kagamitan:
Panghiwalay ng hydrogen at oxygen - bomba ng sirkulasyon ng alkali - balbula - pansala ng alkali - electrolyzer
Ang pangunahing proseso ay: ang alkali liquid na hinaluan ng hydrogen at oxygen sa hydrogen at oxygen separator ay pinaghihiwalay ng gas-liquid separator at pagkatapos ay dumadaloy pabalik sa alkali liquid circulation pump. Dito nakakonekta ang hydrogen separator at ang oxygen separator, at ang alkali liquid circulation pump ay babalik sa dating anyo. Ang alkali liquid ay umiikot sa balbula at alkali liquid filter sa likurang bahagi. Matapos masala ng filter ang malalaking dumi, ang alkali liquid ay umiikot sa loob ng electrolyzer.
(6) Sistema ng haydrodyen
Ang hydrogen ay nalilikha mula sa gilid ng cathode electrode at umaabot sa separator kasama ng sistema ng sirkulasyon ng alkali liquid. Sa separator, dahil medyo magaan ang hydrogen mismo, natural itong hihiwalay mula sa alkali liquid at aabot sa itaas na bahagi ng separator, at pagkatapos ay dadaan sa pipeline para sa karagdagang paghihiwalay at pagpapalamig. Pagkatapos ng paglamig ng tubig, sinasalo ng drop catcher ang mga patak at umaabot sa kadalisayan na humigit-kumulang 99%, na umaabot sa back-end drying and purification system.
Paglikas: Ang paglikas ng hydrogen ay pangunahing ginagamit para sa paglikas habang nagsisimula at nagsasara, abnormal na operasyon o pagkabigo ng kadalisayan, at paglikas ng depekto.
(7) Sistema ng oksiheno
Ang landas para sa oksiheno ay katulad ng para sa hidroheno, ngunit sa ibang separator.
Paglikas: Sa kasalukuyan, karamihan sa mga proyekto ng oxygen ay ginagamot sa pamamagitan ng paglikas.
Paggamit: Ang halaga ng paggamit ng oxygen ay makabuluhan lamang sa mga espesyal na proyekto, tulad ng ilang mga senaryo ng aplikasyon na maaaring gumamit ng parehong hydrogen at high-purity oxygen, tulad ng mga tagagawa ng optical fiber. Mayroon ding ilang malalaking proyekto na naglaan ng espasyo para sa paggamit ng oxygen. Ang mga back-end na senaryo ng aplikasyon ay ang produksyon ng likidong oxygen pagkatapos ng pagpapatuyo at paglilinis, o ang paggamit ng medikal na oxygen sa pamamagitan ng isang dispersion system. Gayunpaman, ang pagpipino ng mga senaryo ng paggamit na ito ay hindi pa natutukoy. Karagdagang kumpirmasyon.
(8) sistema ng tubig na nagpapalamig
Ang proseso ng elektrolisis ng tubig ay isang endothermic reaction. Ang proseso ng produksyon ng hydrogen ay dapat na may kuryenteng ibinibigay. Gayunpaman, ang kuryenteng natupok ng proseso ng elektrolisis ng tubig ay lumalampas sa teoretikal na pagsipsip ng init ng reaksyon ng elektrolisis ng tubig. Ibig sabihin, ang bahagi ng kuryenteng ginagamit ng electrolyzer ay nababago sa init. Ang bahaging ito ng init ay pangunahing ginagamit upang painitin ang sistema ng sirkulasyon ng alkali sa simula, upang ang temperatura ng solusyon ng alkali ay tumaas sa saklaw ng temperatura na 90±5°C na kinakailangan ng kagamitan. Kung ang electrolyzer ay patuloy na gumagana pagkatapos maabot ang rated na temperatura, ang init na nalilikha ay kailangang gamitin. Ang cooling water ay inilalabas upang mapanatili ang normal na temperatura ng electrolysis reaction zone. Ang mataas na temperatura sa electrolysis reaction zone ay maaaring makabawas sa pagkonsumo ng enerhiya, ngunit kung ang temperatura ay masyadong mataas, ang lamad ng electrolysis chamber ay masisira, na makakasama rin sa pangmatagalang operasyon ng kagamitan.
Kinakailangan ng aparatong ito na mapanatili ang temperatura ng pagpapatakbo na hindi hihigit sa 95°C. Bukod pa rito, ang nabuo na hydrogen at oxygen ay dapat ding palamigin at alisin sa tubig, at ang water-cooled silicon controlled rectifier device ay nilagyan din ng mga kinakailangang cooling pipeline.
Ang katawan ng bomba ng malalaking kagamitan ay nangangailangan din ng pakikilahok ng tubig na nagpapalamig.
(9) Sistema ng pagpuno at paglilinis ng nitroheno
Bago i-debug at patakbuhin ang device, dapat punuin ang sistema ng nitrogen para sa air tightness testing. Bago ang normal na pag-start, kinakailangan ding linisin ang gas phase ng sistema gamit ang nitrogen upang matiyak na ang gas sa gas phase space sa magkabilang panig ng hydrogen at oxygen ay malayo sa lugar na madaling magliyab at sumabog.
Matapos patayin ang kagamitan, awtomatikong mapapanatili ng control system ang presyon at mapapanatili ang isang tiyak na dami ng hydrogen at oxygen sa loob ng sistema. Kung naroon pa rin ang presyon kapag naka-on ang kagamitan, hindi na kailangang magsagawa ng purging. Gayunpaman, kung maalis ang lahat ng presyon, kakailanganin itong i-purge muli. Aksyon ng nitrogen purge.
(10) Sistema ng pagpapatuyo (paglilinis) ng hydrogen (opsyonal)
Ang hydrogen na nalilikha mula sa electrolysis ng tubig ay inaalisan ng kahalumigmigan gamit ang isang parallel dryer, at sa huli ay inaalisan ng alikabok gamit ang isang sintered nickel tube filter upang makakuha ng tuyong hydrogen. (Ayon sa mga kinakailangan ng gumagamit para sa produktong hydrogen, maaaring magdagdag ang sistema ng isang purification device, at ang purification ay gumagamit ng palladium-platinum bimetallic catalytic deoxidation).
Ang hydrogen na nalilikha ng water electrolysis hydrogen production device ay ipinapadala sa hydrogen purification device sa pamamagitan ng buffer tank.
Ang hydrogen ay unang dumadaan sa deoxygenation tower. Sa ilalim ng aksyon ng catalyst, ang oxygen sa hydrogen ay tumutugon sa hydrogen upang makabuo ng tubig.
Pormula ng reaksyon: 2H2+O2 2H2O.
Pagkatapos, ang hydrogen ay dumadaan sa hydrogen condenser (na nagpapalamig sa gas upang paikliin ang singaw ng tubig sa gas upang makabuo ng tubig, at ang condensed water ay awtomatikong ilalabas sa sistema sa pamamagitan ng liquid collector) at pumapasok sa adsorption tower.
Oras ng pag-post: Mayo-14-2024
