Elektrolīzes ūdeņraža ražošanas blokā ietilpst pilns ūdens elektrolīzes ūdeņraža ražošanas iekārtu komplekts. Galvenais aprīkojums ir:
1. Elektrolizators
2. Gāzes un šķidruma atdalīšanas iekārta
3. Žāvēšanas un attīrīšanas sistēma
4. Elektriskajā daļā ietilpst: transformators, taisngrieža skapis, PLC programmas vadības skapis, instrumentu skapis, strāvas sadales skapis, resursdators utt.
5. Palīgsistēma galvenokārt ietver: sārmu tvertni, izejvielu ūdens tvertni, ūdens padeves sūkni, slāpekļa pudeli / kopnes stieni utt.
6. Iekārtas kopējā palīgsistēmā ietilpst: tīra ūdens mašīna, dzesēšanas ūdens tornis, dzesētājs, gaisa kompresors utt.
Elektrolītiskā ūdeņraža ražošanas iekārtā līdzstrāvas iedarbībā ūdens sadalās vienā daļā ūdeņraža un 1/2 daļā skābekļa elektrolizatorā. Izveidotais ūdeņradis un skābeklis kopā ar elektrolītu tiek nosūtīti uz gāzes-šķidruma separatoru atdalīšanai. Ūdeņradis un Skābeklis atdzesē ar ūdeņraža un skābekļa dzesētājiem, un pilienu uztvērējs uztver un noņem ūdeni, un pēc tam tiek izvadīts vadības sistēmas kontrolē; cirkulācijas sūkņa iedarbībā elektrolīts iziet cauri ūdeņradim, skābekļa sārmu filtram, ūdeņradim, skābekļa sārmu filtram utt. šķidruma dzesētājs un pēc tam atgriezieties elektrolizatorā, lai turpinātu elektrolīzi.
Sistēmas spiediens tiek regulēts, izmantojot spiediena kontroles sistēmu un diferenciālā spiediena kontroles sistēmu, lai atbilstu turpmāko procesu un uzglabāšanas prasībām.
Ūdeņradim, kas iegūts ar ūdens elektrolīzi, ir augsta tīrības pakāpe un maz piemaisījumu. Parasti ūdens elektrolīzes rezultātā iegūtie ūdeņraža piemaisījumi ir tikai skābeklis un ūdens, un nav citu sastāvdaļu (kas var izvairīties no dažu katalizatoru saindēšanās), kas nodrošina ērtības augstas tīrības pakāpes ūdeņraža ražošanai. , pēc attīrīšanas saražotā gāze var sasniegt elektroniskās kvalitātes rūpnieciskās gāzes rādītājus.
Ūdeņraža ražošanas ierīces ražotais ūdeņradis iziet cauri bufera tvertnei, lai stabilizētu sistēmas darba spiedienu un tālāk noņemtu brīvo ūdeni ūdeņradi.
Pēc tam, kad ūdeņradis nonāk ūdeņraža attīrīšanas ierīcē, ūdens elektrolīzes rezultātā iegūtais ūdeņradis tiek tālāk attīrīts, un skābeklis, ūdens un citi ūdeņraža piemaisījumi tiek noņemti, izmantojot katalītiskās reakcijas un molekulārā sieta adsorbcijas principus.
Iekārta var iestatīt automātisku regulēšanas sistēmu ūdeņraža ražošanai atbilstoši faktiskajai situācijai. Gāzes slodzes izmaiņas izraisīs ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes spiediena svārstības. Uz uzglabāšanas tvertnes uzstādītais spiediena raidītājs izvadīs 4–20 mA signālu un nosūtīs to uz PLC un pēc sākotnējās iestatītās vērtības salīdzināšanas un apgrieztās transformācijas un PID aprēķina veikšanas tiek izvadīts 20–4 mA signāls un nosūtīts uz taisngrieža skapi, lai. pielāgot elektrolīzes strāvas lielumu, tādējādi sasniedzot mērķi automātiski regulēt ūdeņraža ražošanu atbilstoši ūdeņraža slodzes izmaiņām.
Sārmainās ūdens elektrolīzes ūdeņraža ražošanas iekārtas galvenokārt ietver šādas sistēmas:
(1) Izejvielu ūdens sistēma
Vienīgais, kas reaģē ūdens elektrolīzes ūdeņraža ražošanas procesā, ir ūdens (H2O), kas nepārtraukti jāpapildina ar neapstrādātu ūdeni caur ūdens papildināšanas sūkni. Ūdens papildināšanas pozīcija atrodas uz ūdeņraža vai skābekļa separatora. Turklāt, atstājot sistēmu, ir jānoņem neliels daudzums ūdeņraža un skābekļa. mitruma. Mazo iekārtu ūdens patēriņš ir 1L/Nm³H2, bet lielajām iekārtām var samazināt līdz 0,9L/Nm³H2. Sistēma nepārtraukti papildina neapstrādātu ūdeni. Ar ūdens papildināšanu var saglabāt sārmu šķidruma līmeņa stabilitāti un sārmu koncentrāciju, un reakcijas šķīdumu var papildināt laikā. ūdens, lai uzturētu sārma koncentrāciju.
2) Transformatora taisngriežu sistēma
Šī sistēma galvenokārt sastāv no divām ierīcēm: transformatora un taisngrieža skapja. Tās galvenā funkcija ir pārveidot 10/35KV maiņstrāvas jaudu, ko nodrošina priekšgala īpašnieks, par līdzstrāvu, kas nepieciešama elektrolizatoram, un piegādāt līdzstrāvu elektrolizatoram. Daļa no piegādātās jaudas tiek izmantota tiešai ūdens sadalīšanai. Molekulas ir ūdeņradis un skābeklis, un otra daļa rada siltumu, ko sārma dzesētājs izvada caur dzesēšanas ūdeni.
Lielākā daļa transformatoru ir eļļas tipa. Ja to novieto telpās vai konteinerā, var izmantot sausā tipa transformatorus. Elektrolītiskā ūdens ūdeņraža ražošanas iekārtās izmantotie transformatori ir īpaši transformatori, un tie ir jāsaskaņo atbilstoši katra elektrolizatora datiem, tāpēc tie ir pielāgoti aprīkojums.
(3) elektroenerģijas sadales skapju sistēma
Strāvas sadales skapi galvenokārt izmanto, lai piegādātu 400 V vai plaši pazīstamas kā 380 V iekārtas dažādām sastāvdaļām ar motoriem ūdeņraža un skābekļa atdalīšanas un attīrīšanas sistēmās aiz elektrolītiskā ūdens ūdeņraža ražošanas iekārtām. Iekārta ietver sārmu cirkulāciju ūdeņraža un skābekļa atdalīšanas sistēmā. Sūkņi, ūdens papildināšanas sūkņi palīgsistēmās; sildīšanas vadi žāvēšanas un attīrīšanas sistēmās un palīgsistēmas, kas nepieciešamas visai sistēmai, piemēram, tīra ūdens mašīnas, dzesētāji, gaisa kompresori, dzesēšanas torņi un aizmugures ūdeņraža kompresori, hidrogenēšanas iekārtas un citas iekārtas Barošanas avotā ietilpst arī strāvas padeve visas stacijas apgaismojuma, uzraudzības un citas sistēmas.
(4) kontroles sistēma
Vadības sistēma īsteno PLC automātisko vadību. PLC parasti izmanto Siemens 1200 vai 1500. Tas ir aprīkots ar cilvēka un datora mijiedarbības saskarnes skārienekrānu, un katras iekārtas sistēmas darbība un parametru displejs un vadības loģikas attēlojums tiek realizēts skārienekrānā.
5)Sārmu cirkulācijas sistēma
Šī sistēma galvenokārt ietver šādu galveno aprīkojumu:
Ūdeņraža un skābekļa separators - sārmu cirkulācijas sūknis - vārsts - sārmu filtrs - elektrolizators
Galvenais process ir šāds: sārmu šķidrumu, kas sajaukts ar ūdeņradi un skābekli ūdeņraža un skābekļa separatorā, atdala ar gāzes-šķidruma separatoru un pēc tam plūst atpakaļ uz sārmu šķidruma cirkulācijas sūkni. Šeit ir savienots ūdeņraža separators un skābekļa separators, un sārmu šķidruma cirkulācijas sūknis darbosies ar atteci. Sārmu šķidrums cirkulē uz vārstu un sārmu šķidruma filtru aizmugurē. Pēc tam, kad filtrs izfiltrē lielus piemaisījumus, sārmu šķidrums cirkulē elektrolizatora iekšpusē.
(6) Ūdeņraža sistēma
Ūdeņradis tiek ģenerēts no katoda elektroda puses un kopā ar sārmu šķidruma cirkulācijas sistēmu sasniedz separatoru. Tā kā ūdeņradis pats par sevi ir salīdzinoši viegls, separatorā tas dabiski atdalīsies no sārma šķidruma un sasniegs separatora augšējo daļu un pēc tam iet cauri cauruļvadam tālākai atdalīšanai un dzesēšanai. Pēc ūdens dzesēšanas pilienu uztvērējs uztver pilienus un sasniedz aptuveni 99% tīrību, kas sasniedz aizmugures žāvēšanas un attīrīšanas sistēmu.
Evakuācija: Ūdeņraža evakuāciju galvenokārt izmanto evakuācijai palaišanas un izslēgšanas laikā, neparastas darbības vai tīrības kļūmes un defektu evakuācijas laikā.
(7) Skābekļa sistēma
Skābekļa ceļš ir līdzīgs ūdeņraža ceļam, bet citā separatorā.
Evakuācija: pašlaik lielākā daļa skābekļa projektu tiek apstrādāti ar evakuāciju.
Izmantošana: Skābekļa izmantošanas vērtībai ir nozīme tikai īpašos projektos, piemēram, dažos lietojuma scenārijos, kuros var izmantot gan ūdeņradi, gan augstas tīrības pakāpes skābekli, piemēram, optisko šķiedru ražotājiem. Ir arī daži lieli projekti, kuros ir rezervēta vieta skābekļa izmantošanai. Papildu pielietojuma scenāriji ir šķidrā skābekļa ražošana pēc žāvēšanas un attīrīšanas vai medicīniskā skābekļa izmantošana, izmantojot dispersijas sistēmu. Tomēr šo izmantošanas scenāriju pilnveidošana vēl ir jānosaka. Papildu apstiprinājums.
(8) dzesēšanas ūdens sistēma
Ūdens elektrolīzes process ir endotermiska reakcija. Ūdeņraža ražošanas process ir jānodrošina ar elektroenerģiju. Tomēr ūdens elektrolīzes procesā patērētā elektriskā enerģija pārsniedz teorētisko ūdens elektrolīzes reakcijas siltuma absorbciju. Proti, daļa no elektrolīzera izmantotās elektroenerģijas tiek pārvērsta siltumā. Šī daļa Siltumu galvenokārt izmanto sārmu cirkulācijas sistēmas sildīšanai sākumā, lai sārma šķīduma temperatūra paaugstinātos līdz iekārtai nepieciešamajam temperatūras diapazonam 90±5°C. Ja elektrolizators turpina darboties pēc nominālās temperatūras sasniegšanas, ir jāizmanto radītais siltums. Dzesēšanas ūdens tiek izvadīts, lai uzturētu elektrolīzes reakcijas zonas normālu temperatūru. Augstā temperatūra elektrolīzes reakcijas zonā var samazināt enerģijas patēriņu, bet, ja temperatūra ir pārāk augsta, elektrolīzes kameras membrāna tiks iznīcināta, kas arī kaitēs iekārtas ilgstošai darbībai.
Šai ierīcei ir nepieciešams uzturēt darba temperatūru ne augstāku par 95°C. Turklāt ģenerētais ūdeņradis un skābeklis ir arī jāatdzesē un jānosusina, un ar ūdeni dzesējamā silīcija vadītā taisngrieža ierīce ir aprīkota arī ar nepieciešamajiem dzesēšanas cauruļvadiem.
Lielo iekārtu sūkņa korpusam ir nepieciešama arī dzesēšanas ūdens līdzdalība.
(9) Slāpekļa iepildīšanas un slāpekļa attīrīšanas sistēma
Pirms atkļūdošanas un ierīces ekspluatācijas sistēma ir jāpiepilda ar slāpekli, lai pārbaudītu gaisa necaurlaidību. Pirms parastās palaišanas sistēmas gāzes fāze ir arī jāattīra ar slāpekli, lai nodrošinātu, ka gāze gāzes fāzes telpā abās ūdeņraža un skābekļa pusēs atrodas prom no uzliesmojošā un sprādzienbīstamā diapazona.
Pēc iekārtas izslēgšanas vadības sistēma automātiski uzturēs spiedienu un saglabās noteiktu daudzumu ūdeņraža un skābekļa sistēmā. Ja spiediens joprojām tiek konstatēts, kad iekārta ir ieslēgta, tīrīšana nav jāveic. Tomēr, ja viss spiediens ir noņemts, tas būs jāiztīra vēlreiz. Slāpekļa attīrīšanas darbība.
(10) Ūdeņraža žāvēšanas (attīrīšanas) sistēma (pēc izvēles)
Ūdeņradis, kas iegūts no ūdens elektrolīzes, tiek sausināts ar paralēlu žāvētāju un visbeidzot tiek putekļots ar saķepinātu niķeļa caurules filtru, lai iegūtu sausu ūdeņradi. (Atbilstoši lietotāja prasībām attiecībā uz produkta ūdeņradi, sistēma var pievienot attīrīšanas ierīci, un attīrīšanai izmanto pallādija-platīna bimetāla katalītisko deoksidāciju).
Ūdens elektrolīzes ūdeņraža ražošanas ierīces ražotais ūdeņradis caur bufertvertni tiek nosūtīts uz ūdeņraža attīrīšanas ierīci.
Ūdeņradis vispirms iziet cauri deoksigenācijas tornim. Katalizatora ietekmē ūdeņraža skābeklis reaģē ar ūdeņradi, veidojot ūdeni.
Reakcijas formula: 2H2+O2 2H2O.
Pēc tam ūdeņradis iziet cauri ūdeņraža kondensatoram (kas atdzesē gāzi, lai kondensētu gāzē esošos ūdens tvaikus, lai radītu ūdeni, un kondensētais ūdens tiek automātiski izvadīts no sistēmas caur šķidruma kolektoru) un nonāk adsorbcijas tornī.
Ievietošanas laiks: 2024. gada 14. maijs
