Ang elektrolitikohidrohenoKasama sa yunit ng produksyon ang isang kumpletong hanay ng electrolysis ng tubighidrohenokagamitan sa produksyon, kasama ang mga pangunahing kagamitan:
1. Selulang elektrolitiko
2. Aparato sa paghihiwalay ng likidong gas
3. Sistema ng pagpapatuyo at paglilinis
4. Kasama sa mga de-kuryenteng bahagi ang: transformer, rectifier cabinet, PLC control cabinet, instrument cabinet, distribution cabinet, upper computer, atbp.
5. Ang sistemang pantulong ay pangunahing kinabibilangan ng: tangke ng solusyon ng alkali, tangke ng tubig para sa hilaw na materyales, bomba ng tubig para sa pampaganda, silindro/busbar ng nitrogen, atbp. 6. Ang pangkalahatang sistemang pantulong ng kagamitan ay kinabibilangan ng: makinang pang-purong tubig, tore ng chiller, chiller, air compressor, atbp.
mga hydrogen at oxygen cooler, at ang tubig ay kinokolekta sa pamamagitan ng isang drip trap bago ipadala sa ilalim ng kontrol ng control system; Ang electrolyte ay dumadaanhidrohenoat mga oxygen alkali filter, hydrogen at oxygen alkali cooler ayon sa pagkakabanggit sa ilalim ng aksyon ng circulation pump, at pagkatapos ay bumabalik sa electrolytic cell para sa karagdagang electrolysis.
Ang presyon ng sistema ay kinokontrol ng sistema ng pagkontrol ng presyon at sistema ng pagkontrol ng differential pressure upang matugunan ang mga kinakailangan ng mga proseso at imbakan sa ibaba ng agos.
Ang hydrogen na nalilikha ng water electrolysis ay may mga bentahe ng mataas na kadalisayan at mababang dumi. Kadalasan, ang mga dumi sa hydrogen gas na nalilikha ng water electrolysis ay oxygen at tubig lamang, na walang ibang mga sangkap (na maaaring maiwasan ang pagkalason ng ilang mga katalista). Nagbibigay ito ng kaginhawahan para sa paggawa ng high-purity hydrogen gas, at ang purified gas ay maaaring matugunan ang mga pamantayan ng electronic grade industrial gases.
Ang hydrogen na nalilikha ng hydrogen production unit ay dumadaan sa isang buffer tank upang patatagin ang working pressure ng sistema at higit pang alisin ang libreng tubig mula sa hydrogen.
Pagkatapos maipasok sa hydrogen purification device, ang hydrogen na nalilikha ng water electrolysis ay lalong dinadalisay, gamit ang mga prinsipyo ng catalytic reaction at molecular sieve adsorption upang alisin ang oxygen, tubig, at iba pang mga dumi mula sa hydrogen.
Maaaring mag-set up ang kagamitan ng awtomatikong sistema ng pagsasaayos ng 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 sa PLC para sa paghahambing sa orihinal na itinakdang halaga, at pagkatapos ng inverse transformation at pagkalkula ng PID, maglalabas ng 20-4mA signal 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 tanging reaksyon sa proseso ng produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay ang tubig (H2O), na kailangang patuloy na masuplayan ng hilaw na tubig sa pamamagitan ng isang water replenishment pump. Ang posisyon ng replenishment ay matatagpuan sa hydrogen o oxygen separator. Bukod pa rito, ang hydrogen at oxygen ay kailangang kumuha ng kaunting tubig kapag lumalabas sa sistema. Ang mga kagamitang may mababang konsumo ng tubig ay maaaring kumonsumo ng 1L/Nm³ H2, habang ang mas malalaking kagamitan ay maaaring bawasan ito sa 0.9L/Nm³ H2. Ang sistema ay patuloy na nagpupuno ng hilaw na tubig, na maaaring mapanatili ang katatagan ng antas at konsentrasyon ng alkaline liquid. Maaari rin nitong punan muli ang na-react na tubig sa napapanahong paraan upang mapanatili ang konsentrasyon ng alkaline solution.
- 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 tungo sa DC power na kinakailangan ng electrolytic cell, at magsuplay ng DC power sa electrolytic cell. Ang bahagi ng ibinibigay na power ay ginagamit upang direktang mabulok ang mga molekula ng tubig sa hydrogen at oxygen, at ang kabilang bahagi ay bumubuo ng init, na isinasagawa ng alkali cooler sa pamamagitan ng cooling water.
Karamihan sa mga transformer ay uri ng langis. Kung ilalagay sa loob ng bahay o sa loob ng lalagyan, maaaring gumamit ng mga dry-type transformer. Ang mga transformer na ginagamit para sa electrolytic water hydrogen production equipment ay mga espesyal na transformer na kailangang itugma ayon sa datos ng bawat electrolytic cell, kaya ang mga ito ay mga customized na kagamitan.
Sa kasalukuyan, ang pinakakaraniwang ginagamit na rectifier cabinet ay ang uri ng thyristor, na sinusuportahan ng mga tagagawa ng kagamitan dahil sa mahabang oras ng paggamit, mataas na katatagan, at mababang presyo. Gayunpaman, dahil sa pangangailangang iakma ang malawakang kagamitan sa front-end renewable energy, ang conversion efficiency ng mga thyristor rectifier cabinet ay medyo mababa. Sa kasalukuyan, iba't ibang tagagawa ng rectifier cabinet ang nagsisikap na gumamit ng mga bagong IGBT rectifier cabinet. Ang IGBT ay karaniwan na sa iba pang mga industriya tulad ng wind power, at pinaniniwalaan na ang mga IGBT rectifier cabinet ay magkakaroon ng makabuluhang pag-unlad sa hinaharap.
- Sistema ng kabinet ng pamamahagi
Ang distribution cabinet ay pangunahing ginagamit upang magsuplay ng kuryente sa iba't ibang bahagi na may mga motor sa hydrogen oxygen separation and purification system sa likod ng electrolytic water hydrogen production equipment, kabilang ang 400V o karaniwang tinutukoy bilang 380V equipment. Kasama sa kagamitan ang alkali circulation pump sa hydrogen oxygen separation framework at ang make-up water pump sa auxiliary system; Ang power supply para sa mga heating wire sa drying and purification system, pati na rin ang mga auxiliary system na kinakailangan para sa buong sistema tulad ng mga pure water machine, chiller, air compressor, cooling tower, at back-end hydrogen compressor, hydrogenation machine, atbp., kasama rin ang power supply para sa pag-iilaw, pagsubaybay, at iba pang mga sistema ng buong istasyon.
- Controsistemang l
Ang sistema ng kontrol ay nagpapatupad ng awtomatikong kontrol ng PLC. Ang PLC ay karaniwang gumagamit ng Siemens 1200 o 1500, at nilagyan ng touch screen ng human-machine interaction interface. Ang operasyon at pagpapakita ng parameter ng bawat sistema ng kagamitan pati na rin ang pagpapakita ng control logic ay naipapakita sa touch screen.
5. Sistema ng sirkulasyon ng solusyong alkali
Ang sistemang ito ay pangunahing kinabibilangan ng mga sumusunod na pangunahing kagamitan:
Panghiwalay ng hydrogen oxygen – Bomba ng sirkulasyon ng solusyong alkali – Balbula – Pansala ng solusyong alkali – Selulang elektrolitiko
Ang pangunahing proseso ay ang mga sumusunod: ang alkaline solution na hinaluan ng hydrogen at oxygen sa hydrogen oxygen separator ay pinaghihiwalay ng gas-liquid separator at inilalabas pabalik sa alkaline solution circulation pump. Ang hydrogen separator at oxygen separator ay konektado rito, at ang alkaline solution circulation pump ay nagpapaikot sa refluxed alkaline solution papunta sa valve at alkaline solution filter sa likurang dulo. Matapos masala ng filter ang malalaking dumi, ang alkaline solution ay inilalabas pabalik sa loob ng electrolytic cell.
6. Sistemang haydrodyen
Ang hydrogen gas ay nalilikha mula sa gilid ng cathode electrode at umaabot sa separator kasama ng alkaline solution circulation system. Sa loob ng separator, ang hydrogen gas ay medyo magaan at natural na nakahiwalay mula sa alkaline solution, na umaabot sa itaas na bahagi ng separator. Pagkatapos, dumadaan ito sa mga pipeline para sa karagdagang paghihiwalay, pinalalamig ng cooling water, at kinokolekta ng isang drip catcher upang makamit ang kadalisayan na humigit-kumulang 99% bago makarating sa back-end drying and purification system.
Paglikas: Ang paglikas ng hydrogen gas ay pangunahing ginagamit sa mga panahon ng pagsisimula at pagsara, mga abnormal na operasyon, o kapag ang kadalisayan ay hindi nakakatugon sa mga pamantayan, pati na rin para sa pag-troubleshoot.
7. Sistema ng oksiheno
Ang landas ng oksiheno ay katulad ng sa hidroheno, maliban sa ito ay isinasagawa sa iba't ibang separator.
Pag-aalis ng laman: Sa kasalukuyan, karamihan sa mga proyekto ay gumagamit ng paraan ng pag-aalis ng laman ng oxygen.
Paggamit: Ang halaga ng paggamit ng oxygen ay makabuluhan lamang sa mga espesyal na proyekto, tulad ng mga aplikasyon na maaaring gumamit ng parehong hydrogen at high-purity oxygen, tulad ng mga tagagawa ng fiber optic. Mayroon ding ilang malalaking proyekto na naglaan ng espasyo para sa paggamit ng oxygen. Ang mga senaryo ng backend application ay para sa produksyon ng likidong oxygen pagkatapos ng pagpapatuyo at paglilinis, o para sa medical oxygen sa pamamagitan ng mga dispersion system. Gayunpaman, ang katumpakan ng mga senaryo ng paggamit na ito ay nangangailangan pa rin ng karagdagang kumpirmasyon.
8. Sistema ng tubig na pampalamig
Ang proseso ng elektrolisis ng tubig ay isang endothermic reaction, at ang proseso ng produksyon ng hydrogen ay dapat na may suplay ng enerhiyang elektrikal. Gayunpaman, ang enerhiyang elektrikal na nakonsumo sa proseso ng elektrolisis ng tubig ay lumalampas sa teoretikal na pagsipsip ng init ng reaksyon ng elektrolisis ng tubig. Sa madaling salita, ang isang bahagi ng kuryenteng ginagamit sa electrolysis cell ay kino-convert sa init, na pangunahing ginagamit upang painitin ang sistema ng sirkulasyon ng alkaline solution sa simula, na nagpapataas ng temperatura ng alkaline solution sa kinakailangang saklaw ng temperatura na 90 ± 5 ℃ para sa kagamitan. Kung ang electrolysis cell ay patuloy na gumagana pagkatapos maabot ang rated temperature, ang nabuo na init ay kailangang isagawa sa pamamagitan ng cooling water 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 diaphragm ng electrolysis chamber ay masisira, na makakasama rin sa pangmatagalang operasyon ng kagamitan.
Ang pinakamainam na temperatura ng pagpapatakbo para sa aparatong ito ay kinakailangang mapanatili sa hindi hihigit sa 95 ℃. Bukod pa rito, ang nabuong hydrogen at oxygen ay kailangan ding palamigin at alisin sa tubig, at ang water-cooled thyristor 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.
- Sistema ng pagpuno at paglilinis ng nitroheno
Bago i-debug at patakbuhin ang aparato, dapat isagawa ang isang nitrogen tightness test sa sistema. Bago ang normal na pag-start, kinakailangan ding linisin ang gas phase ng sistema gamit ang nitrogen upang matiyak na ang gas sa espasyo ng gas phase 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 habang nagsisimula, hindi na kailangang magsagawa ng purging action. Gayunpaman, kung ganap nang nabawasan ang presyon, kailangang isagawa muli ang nitrogen purging action.
- Sistema ng pagpapatuyo (paglilinis) ng hydrogen (opsyonal)
Ang hydrogen gas na inihanda mula sa water electrolysis ay inaalisan ng kahalumigmigan gamit ang isang parallel dryer, at sa huli ay dinadalisay gamit ang isang sintered nickel tube filter upang makakuha ng tuyong hydrogen gas. Ayon sa mga kinakailangan ng gumagamit para sa produktong hydrogen, maaaring magdagdag ang sistema ng isang purification device, na gumagamit ng palladium platinum bimetallic catalytic deoxygenation para sa purification.
Ang hydrogen na nalilikha ng water electrolysis hydrogen production unit ay ipinapadala sa hydrogen purification unit sa pamamagitan ng isang buffer tank.
Ang hydrogen gas ay unang dumadaan sa isang deoxygenation tower, at sa ilalim ng aksyon ng isang katalista, ang oxygen sa hydrogen gas ay tumutugon sa hydrogen gas upang makagawa ng tubig.
Pormula ng reaksyon: 2H2+O2 2H2O.
Pagkatapos, ang hydrogen gas ay dumadaan sa isang hydrogen condenser (na nagpapalamig sa gas upang paikliin ang singaw ng tubig at maging tubig, na awtomatikong ilalabas sa labas ng sistema sa pamamagitan ng isang kolektor) at pumapasok sa adsorption tower.
Oras ng pag-post: Disyembre-03-2024
