Enota za proizvodnjo vodika z elektrolizo vključuje celoten sklop opreme za proizvodnjo vodika z elektrolizo vode. Glavna oprema je:
1. Elektrolizator
2. Naprava za ločevanje plina in tekočine
3. Sistem sušenja in čiščenja
4. Električni del vključuje: transformator, usmerniško omarico, krmilno omarico PLC programa, instrumentalno omarico, omaro za razdelitev električne energije, gostiteljski računalnik itd.
5. Pomožni sistem vključuje predvsem: rezervoar za alkalije, rezervoar za vodo iz surovin, črpalko za oskrbo z vodo, steklenico za dušik/bus bar itd.
6. Celoten pomožni sistem opreme vključuje: stroj za čisto vodo, stolp za hladilno vodo, hladilnik, zračni kompresor itd.
V napravi za elektrolitsko proizvodnjo vodika se v elektrolizerju pod delovanjem enosmernega toka voda razgradi na en del vodika in 1/2 dela kisika. Nastala vodik in kisik se skupaj z elektrolitom pošljeta v separator plina in tekočine za ločevanje. Vodik in kisik se ohladita s hladilniki vodika in kisika, lovilec kapljic pa ujame in odstrani vodo, nato pa se pošlje ven pod nadzorom krmilnega sistema; elektrolit prehaja skozi vodikov, kisikov alkalni filter, vodikov, kisikov alkalni filter itd. pod delovanjem obtočne črpalke. hladilnik tekočine in se nato vrnite v elektrolizer za nadaljevanje elektrolize.
Tlak v sistemu se prilagaja s sistemom za nadzor tlaka in sistemom za nadzor diferenčnega tlaka, da ustreza zahtevam nadaljnjih procesov in skladiščenja.
Vodik, proizveden z elektrolizo vode, ima prednosti visoke čistosti in malo nečistoč. Običajno so nečistoče v vodiku, proizvedenem z vodno elektrolizo, samo kisik in voda in nobene druge komponente (kar lahko prepreči zastrupitev nekaterih katalizatorjev), kar zagotavlja udobje za proizvodnjo vodika visoke čistosti. , po čiščenju lahko proizvedeni plin doseže indikatorje industrijskega plina elektronskega razreda.
Vodik, ki ga proizvede naprava za proizvodnjo vodika, prehaja skozi vmesni rezervoar za stabilizacijo delovnega tlaka sistema in nadaljnje odstranjevanje proste vode v vodiku.
Ko vodik vstopi v napravo za čiščenje vodika, se vodik, proizveden z elektrolizo vode, dodatno očisti, kisik, voda in druge nečistoče v vodiku pa se odstranijo z uporabo načel katalitične reakcije in adsorpcije na molekularnem situ.
Oprema lahko nastavi avtomatski sistem prilagajanja za proizvodnjo vodika glede na dejansko stanje. Spremembe obremenitve s plinom bodo povzročile nihanje tlaka v rezervoarju za shranjevanje vodika. Oddajnik tlaka, nameščen na hranilniku, bo oddal signal 4-20 mA in ga poslal v PLC. Po primerjavi prvotne nastavljene vrednosti in izvedbi inverzne transformacije ter izračuna PID se odda signal 20 ~ 4 mA in pošlje v omarico usmernika v prilagodite velikost elektroliznega toka, s čimer dosežete namen samodejnega prilagajanja proizvodnje vodika glede na spremembe obremenitve vodika.
Oprema za proizvodnjo vodika z elektrolizo alkalne vode vključuje predvsem naslednje sisteme:
(1) Vodni sistem surovin
Edina stvar, ki reagira v procesu proizvodnje vodika z elektrolizo vode, je voda (H2O), ki jo je treba nenehno dopolnjevati s surovo vodo skozi črpalko za dopolnjevanje vode. Položaj za polnjenje vode je na separatorju vodika ali kisika. Poleg tega je treba pri izstopu iz sistema odvzeti majhno količino vodika in kisika. vlage. Poraba vode pri majhni opremi je 1L/Nm³H2, pri veliki opremi pa se lahko zmanjša na 0,9L/Nm³H2. Sistem nenehno dopolnjuje surovo vodo. Z dopolnjevanjem vode je mogoče vzdrževati stabilnost nivoja alkalne tekočine in koncentracije alkalij, reakcijsko raztopino pa je mogoče pravočasno dopolniti. vode za vzdrževanje koncentracije luga.
2) Transformatorski usmerniški sistem
Ta sistem je v glavnem sestavljen iz dveh naprav: transformatorja in usmerniške omare. Njegova glavna funkcija je pretvorba izmeničnega toka 10/35 kV, ki ga zagotovi lastnik sprednjega dela, v enosmerni tok, ki ga potrebuje elektrolizer, in dovajanje enosmernega toka v elektrolizer. Del dovedene energije se porabi za neposredno razgradnjo vode. Molekuli sta vodik in kisik, drugi del pa ustvarja toploto, ki jo hladilnik luga odvzame s hladilno vodo.
Večina transformatorjev je oljnih. Če so nameščeni v zaprtih prostorih ali v kontejnerju, se lahko uporabljajo suhi transformatorji. Transformatorji, ki se uporabljajo v opremi za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo, so posebni transformatorji in jih je treba uskladiti glede na podatke vsakega elektrolizatorja, zato so prilagojena oprema.
(3) sistem omar za distribucijo električne energije
Omarica za distribucijo električne energije se v glavnem uporablja za napajanje 400 V ali splošno znane kot 380 V opreme za različne komponente z motorji v sistemih za ločevanje in čiščenje vodika in kisika za opremo za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo. Oprema vključuje kroženje alkalij v ogrodju za ločevanje vodika in kisika. Črpalke, črpalke za dopolnjevanje vode v pomožnih sistemih; grelne žice v sušilnih in čistilnih sistemih ter pomožnih sistemih, ki jih potrebuje celoten sistem, kot so stroji za čisto vodo, hladilniki, zračni kompresorji, hladilni stolpi in zadnji vodikovi kompresorji, hidrogenacijski stroji in druga oprema Napajanje vključuje tudi napajanje za razsvetljavo, nadzor in druge sisteme celotne postaje.
(4) nadzorni sistem
Krmilni sistem izvaja avtomatsko krmiljenje PLC. PLC običajno uporablja Siemens 1200 ali 1500. Opremljen je z zaslonom na dotik za interakcijo med človekom in računalnikom, delovanje in prikaz parametrov vsakega sistema opreme ter prikaz krmilne logike pa se realizirata na zaslonu na dotik.
5) Alkalijski krožni sistem
Ta sistem vključuje predvsem naslednjo glavno opremo:
Separator vodika in kisika - alkalna obtočna črpalka - ventil - alkalni filter - elektrolizator
Glavni proces je: alkalna tekočina, pomešana z vodikom in kisikom v separatorju vodika in kisika, se loči s separatorjem plina in tekočine in nato teče nazaj v obtočno črpalko alkalne tekočine. Tukaj sta povezana separator vodika in separator kisika, obtočna črpalka alkalne tekočine pa bo refluktirala. Alkalna tekočina kroži do ventila in filtra alkalne tekočine na zadnjem koncu. Potem ko filter filtrira velike nečistoče, alkalna tekočina kroži v notranjost elektrolizatorja.
(6) Vodikov sistem
Vodik nastane na strani katodne elektrode in doseže separator skupaj s sistemom za kroženje alkalne tekočine. V separatorju, ker je sam vodik relativno lahek, se bo naravno ločil od alkalne tekočine in dosegel zgornji del separatorja, nato pa šel skozi cevovod za nadaljnje ločevanje in hlajenje. Po vodnem hlajenju lovilec kapljic ujame kapljice in doseže čistost približno 99 %, ki doseže zadnji sistem sušenja in čiščenja.
Evakuacija: Evakuacija vodika se v glavnem uporablja za evakuacijo med zagonom in zaustavitvijo, nenormalnim delovanjem ali okvaro čistosti ter evakuacijo napak.
(7) Sistem kisika
Pot za kisik je podobna kot za vodik, vendar v drugačnem separatorju.
Evakuacija: Trenutno se večina projektov kisika obravnava z evakuacijo.
Izkoristek: Vrednost izkoristka kisika je smiselna samo v posebnih projektih, kot so nekateri scenariji uporabe, ki lahko uporabljajo tako vodik kot kisik visoke čistosti, kot so proizvajalci optičnih vlaken. Obstaja tudi nekaj velikih projektov, ki imajo rezerviran prostor za izrabo kisika. Zaledni scenariji uporabe so proizvodnja tekočega kisika po sušenju in čiščenju ali uporaba medicinskega kisika skozi disperzijski sistem. Vendar pa je treba natančnost teh scenarijev uporabe še določiti. Nadaljnja potrditev.
(8) sistem hladilne vode
Postopek elektrolize vode je endotermna reakcija. Proces proizvodnje vodika mora biti oskrbovan z električno energijo. Vendar pa električna energija, ki jo porabi postopek elektrolize vode, presega teoretično absorpcijo toplote reakcije elektrolize vode. To pomeni, da se del električne energije, ki jo porabi elektrolizer, pretvori v toploto. Ta del Toplota se v glavnem uporablja za ogrevanje alkalnega krožnega sistema na začetku, tako da se temperatura alkalne raztopine dvigne na temperaturno območje 90 ± 5 °C, ki ga zahteva oprema. Če elektrolizator še naprej deluje, potem ko je dosegel nazivno temperaturo, je treba uporabiti proizvedeno toploto. Hladilna voda se odvaja, da se vzdržuje normalna temperatura reakcijskega območja elektrolize. Visoka temperatura v reakcijskem območju elektrolize lahko zmanjša porabo energije, če pa je temperatura previsoka, bo membrana elektrolizne komore uničena, kar bo tudi škodilo dolgoročnemu delovanju opreme.
Ta naprava zahteva vzdrževanje delovne temperature pri največ 95 °C. Poleg tega je treba proizvedeni vodik in kisik tudi ohladiti in razvlažiti, vodno hlajena silicijeva krmiljena usmerniška naprava pa je opremljena tudi s potrebnimi hladilnimi cevovodi.
Telo črpalke velike opreme zahteva tudi sodelovanje hladilne vode.
(9) Sistem za polnjenje in čiščenje dušika
Pred odpravljanjem napak in delovanjem naprave je treba sistem napolniti z dušikom za preizkus zrakotesnosti. Pred normalnim zagonom je treba tudi plinsko fazo sistema očistiti z dušikom, da se zagotovi, da je plin v prostoru plinske faze na obeh straneh vodika in kisika stran od vnetljivega in eksplozivnega območja.
Po izklopu opreme bo nadzorni sistem samodejno vzdrževal tlak in zadržal določeno količino vodika in kisika v sistemu. Če je tlak še vedno zaznan, ko je oprema vklopljena, ni treba izvesti čiščenja. Če pa se ves pritisk odstrani, ga bo treba znova odzračiti. Ukrep čiščenja dušika.
(10) Sistem za sušenje (čiščenje) vodika (izbirno)
Vodik, proizveden z elektrolizo vode, se razvlaže z vzporednim sušilnikom in končno odpraši s cevnim filtrom iz sintranega niklja, da dobimo suh vodik. (V skladu z zahtevami uporabnika za produkt vodik lahko sistem doda čistilno napravo, čiščenje pa uporablja bimetalno katalitično deoksidacijo paladija in platine).
Vodik, proizveden z napravo za proizvodnjo vodika z elektrolizo vode, se pošlje v napravo za čiščenje vodika skozi vmesni rezervoar.
Vodik gre najprej skozi stolp za deoksigenacijo. Pod delovanjem katalizatorja kisik v vodiku reagira z vodikom, da nastane voda.
Reakcijska formula: 2H2+O2 2H2O.
Nato gre vodik skozi vodikov kondenzator (ki hladi plin, da kondenzira vodno paro v plinu, da ustvari vodo, kondenzirana voda pa se samodejno izpusti iz sistema skozi zbiralnik tekočine) in vstopi v adsorpcijski stolp.
Čas objave: 14. maj 2024
