L-unità tal-produzzjoni tal-idroġenu bl-elettroliżi tinkludi sett komplut ta' tagħmir għall-produzzjoni tal-idroġenu bl-elettroliżi tal-ilma. It-tagħmir ewlieni huwa:
1. Elettrolizzatur
2. Apparat ta' separazzjoni tal-gass-likwidu
3. Sistema ta' tnixxif u purifikazzjoni
4. Il-parti elettrika tinkludi: transformer, kabinett tar-rettifikatur, kabinett tal-kontroll tal-programm PLC, kabinett tal-istrumenti, kabinett tad-distribuzzjoni tal-enerġija, kompjuter ospitanti, eċċ.
5. Is-sistema awżiljarja tinkludi prinċipalment: tank alkali, tank tal-ilma tal-materja prima, pompa tal-provvista tal-ilma, flixkun tan-nitroġenu/bus bar, eċċ.
6. Is-sistema awżiljarja ġenerali tat-tagħmir tinkludi: magna tal-ilma pur, torri tal-ilma li jkessaħ, chiller, kompressur tal-arja, eċċ.
Fl-unità tal-produzzjoni tal-idroġenu elettrolitiku, l-ilma jiġi dekompost f'parti waħda ta' idroġenu u nofs parti ta' ossiġnu fl-elettrolizzatur taħt l-azzjoni ta' kurrent dirett. L-idroġenu u l-ossiġnu ġġenerati jintbagħtu lis-separatur tal-gass-likwidu flimkien mal-elettrolit għas-separazzjoni. L-idroġenu u l-ossiġnu jitkessħu mill-apparat li jkessaħ l-idroġenu u l-ossiġnu, u l-qatta' jaqbad u jneħħi l-ilma, u mbagħad jintbagħat 'il barra taħt il-kontroll tas-sistema ta' kontroll; l-elettrolit jgħaddi mill-idroġenu, il-filtru alkali tal-ossiġnu, l-idroġenu, il-filtru alkali tal-ossiġnu, eċċ. taħt l-azzjoni tal-pompa taċ-ċirkolazzjoni. L-elettrolit jgħaddi mill-apparat li jkessaħ il-likwidu tal-idroġenu u mbagħad jirritorna lejn l-elettrolizzatur biex ikompli l-elettroliżi.
Il-pressjoni tas-sistema hija aġġustata permezz tas-sistema ta' kontroll tal-pressjoni u s-sistema ta' kontroll tal-pressjoni differenzjali biex tissodisfa r-rekwiżiti tal-proċessi u l-ħażna sussegwenti.
L-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma għandu l-vantaġġi ta' purità għolja u ftit impuritajiet. Normalment, l-impuritajiet fl-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma huma biss ossiġnu u ilma, u l-ebda komponent ieħor (li jista' jevita l-avvelenament ta' xi katalisti), u dan jipprovdi konvenjenza għall-produzzjoni ta' idroġenu ta' purità għolja. Wara l-purifikazzjoni, il-gass prodott jista' jilħaq l-indikaturi tal-gass industrijali ta' grad elettroniku.
L-idroġenu prodott mill-apparat tal-produzzjoni tal-idroġenu jgħaddi minn tank buffer biex jistabbilizza l-pressjoni tax-xogħol tas-sistema u jneħħi aktar l-ilma ħieles fl-idroġenu.
Wara li l-idroġenu jidħol fl-apparat ta' purifikazzjoni tal-idroġenu, l-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma jiġi ppurifikat aktar, u l-ossiġnu, l-ilma u impuritajiet oħra fl-idroġenu jitneħħew bl-użu tal-prinċipji tar-reazzjoni katalitika u l-assorbiment tal-għarbiel molekulari.
It-tagħmir jista' jwaqqaf sistema ta' aġġustament awtomatiku għall-produzzjoni tal-idroġenu skont is-sitwazzjoni attwali. Bidliet fit-tagħbija tal-gass jikkawżaw varjazzjonijiet fil-pressjoni tat-tank tal-ħażna tal-idroġenu. It-trasmettitur tal-pressjoni installat fuq it-tank tal-ħażna joħroġ sinjal ta' 4-20mA u jibgħatu lill-PLC u Wara li jqabbel il-valur issettjat oriġinali u jwettaq trasformazzjoni inversa u kalkolu PID, joħroġ sinjal ta' 20~4mA u jibgħatu lill-kabinett tar-rettifikatur biex jaġġusta d-daqs tal-kurrent tal-elettroliżi, u b'hekk jikseb l-iskop ta' aġġustament awtomatiku tal-produzzjoni tal-idroġenu skont il-bidliet fit-tagħbija tal-idroġenu.
It-tagħmir tal-produzzjoni tal-idroġenu bl-elettroliżi tal-ilma alkalin jinkludi prinċipalment is-sistemi li ġejjin:
(1) Sistema tal-ilma tal-materja prima
L-unika ħaġa li tirreaġixxi fil-proċess tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-elettroliżi tal-ilma hija l-ilma (H2O), li jeħtieġ li jimtela kontinwament b'ilma mhux ipproċessat permezz ta' pompa ta' mili mill-ġdid tal-ilma. Il-pożizzjoni ta' mili mill-ġdid tal-ilma tinsab fuq is-separatur tal-idroġenu jew tal-ossiġnu. Barra minn hekk, ammont żgħir ta' idroġenu u ossiġnu jrid jitneħħa meta toħroġ mis-sistema. tal-umdità. Il-konsum tal-ilma ta' tagħmir żgħir huwa 1L/Nm³H2, u dak ta' tagħmir kbir jista' jitnaqqas għal 0.9L/Nm³H2. Is-sistema timla kontinwament l-ilma mhux ipproċessat. Permezz tar-riforniment tal-ilma, l-istabbiltà tal-livell tal-likwidu alkali u l-konċentrazzjoni tal-alkali jistgħu jinżammu, u s-soluzzjoni tar-reazzjoni tista' timtela fil-ħin. tal-ilma biex tinżamm il-konċentrazzjoni tal-lisċiva.
2) Sistema ta' rettifikatur tat-trasformatur
Din is-sistema tikkonsisti prinċipalment f'żewġ apparati: transformer u kabinett tar-rettifikatur. Il-funzjoni ewlenija tiegħu hija li jikkonverti l-enerġija AC ta' 10/35KV ipprovduta mis-sid tal-front-end fl-enerġija DC meħtieġa mill-elettrolizzatur, u jipprovdi enerġija DC lill-elettrolizzatur. Parti mill-enerġija fornuta tintuża biex tiddekomponi direttament l-ilma. Il-molekuli huma idroġenu u ossiġnu, u l-parti l-oħra tiġġenera s-sħana, li tittieħed mill-cooler tal-lisċiva permezz tal-ilma tat-tkessiħ.
Il-biċċa l-kbira tat-transformers huma tat-tip taż-żejt. Jekk jitqiegħdu ġewwa jew ġewwa kontenitur, jistgħu jintużaw transformers tat-tip niexef. It-transformers użati fit-tagħmir tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-ilma elettrolitiku huma transformers speċjali u jeħtieġ li jitqabblu skont id-dejta ta' kull elettrolizzatur, għalhekk huma tagħmir personalizzat.
(3) sistema tal-kabinett tad-distribuzzjoni tal-enerġija
Il-kabinett tad-distribuzzjoni tal-enerġija jintuża prinċipalment biex jipprovdi tagħmir ta' 400V jew komunement magħruf bħala 380V lil diversi komponenti b'muturi fis-sistemi ta' separazzjoni u purifikazzjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu wara t-tagħmir tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-ilma elettrolitiku. It-tagħmir jinkludi ċ-ċirkolazzjoni alkali fil-qafas tas-separazzjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu. Pompi, pompi ta' riforniment tal-ilma f'sistemi awżiljarji; wajers tat-tisħin f'sistemi ta' tnixxif u purifikazzjoni, u sistemi awżiljarji meħtieġa mis-sistema kollha, bħal magni tal-ilma pur, chillers, kompressuri tal-arja, torrijiet tat-tkessiħ, u kompressuri tal-idroġenu back-end, magni tal-idroġenazzjoni u tagħmir ieħor. Il-provvista tal-enerġija tinkludi wkoll provvista tal-enerġija għad-dawl, il-monitoraġġ u sistemi oħra tal-istazzjon kollu.
(4) sistema ta' kontroll
Is-sistema ta' kontroll timplimenta kontroll awtomatiku PLC. Il-PLC ġeneralment juża Siemens 1200 jew 1500. Huwa mgħammar b'touch screen b'interfaċċja ta' interazzjoni bejn il-bniedem u l-kompjuter, u l-operazzjoni u l-wiri tal-parametri ta' kull sistema tat-tagħmir u l-wiri tal-loġika ta' kontroll huma realizzati fuq it-touch screen.
5) Sistema ta' ċirkolazzjoni alkali
Din is-sistema tinkludi prinċipalment it-tagħmir ewlieni li ġej:
Separatur tal-idroġenu u l-ossiġnu - pompa taċ-ċirkolazzjoni alkali - valv - filtru alkali - elettrolizzatur
Il-proċess ewlieni huwa: il-likwidu alkali mħallat mal-idroġenu u l-ossiġnu fis-separatur tal-idroġenu u l-ossiġnu jiġi separat mis-separatur tal-gass-likwidu u mbagħad jerġa' lura lejn il-pompa taċ-ċirkolazzjoni tal-likwidu alkali. Hawnhekk is-separatur tal-idroġenu u s-separatur tal-ossiġnu huma konnessi, u l-pompa taċ-ċirkolazzjoni tal-likwidu alkali tirriflussa. Il-likwidu alkali jiċċirkola lejn il-valv u l-filtru tal-likwidu alkali fit-tarf ta' wara. Wara li l-filtru jiffiltra l-impuritajiet kbar, il-likwidu alkali jiċċirkola lejn ġewwa l-elettrolizzatur.
(6) Sistema tal-idroġenu
L-idroġenu jiġi ġġenerat min-naħa tal-elettrodu tal-katodu u jilħaq is-separatur flimkien mas-sistema ta' ċirkolazzjoni tal-likwidu alkali. Fis-separatur, minħabba li l-idroġenu nnifsu huwa relattivament ħafif, dan jissepara b'mod naturali mil-likwidu alkali u jilħaq il-parti ta' fuq tas-separatur, u mbagħad jgħaddi mill-pipeline għal aktar separazzjoni u tkessiħ. Wara t-tkessiħ bl-ilma, il-qabda tal-qtar taqbad il-qtar u tilħaq purità ta' madwar 99%, li tasal fis-sistema ta' tnixxif u purifikazzjoni ta' wara.
Evakwazzjoni: L-evakwazzjoni tal-idroġenu tintuża prinċipalment għall-evakwazzjoni waqt l-istartjar u l-għeluq, tħaddim anormali jew falliment tal-purità, u evakwazzjoni ta' ħsarat.
(7) Sistema tal-ossiġnu
Il-mogħdija għall-ossiġnu hija simili għal dik għall-idroġenu, iżda f'separatur differenti.
Evakwazzjoni: Fil-preżent, il-biċċa l-kbira tal-proġetti tal-ossiġnu huma ttrattati permezz ta' evakwazzjoni.
Utilizzazzjoni: Il-valur tal-utilizzazzjoni tal-ossiġnu huwa sinifikanti biss fi proġetti speċjali, bħal xi xenarji ta' applikazzjoni li jistgħu jużaw kemm l-idroġenu kif ukoll l-ossiġnu ta' purità għolja, bħall-manifatturi tal-fibra ottika. Hemm ukoll xi proġetti kbar li rriżervaw spazju għall-utilizzazzjoni tal-ossiġnu. Ix-xenarji ta' applikazzjoni back-end huma l-produzzjoni ta' ossiġnu likwidu wara t-tnixxif u l-purifikazzjoni, jew l-użu ta' ossiġnu mediku permezz ta' sistema ta' dispersjoni. Madankollu, ir-raffinament ta' dawn ix-xenarji ta' utilizzazzjoni għad irid jiġi determinat. Konferma ulterjuri.
(8) sistema tal-ilma tat-tkessiħ
Il-proċess tal-elettroliżi tal-ilma huwa reazzjoni endotermika. Il-proċess tal-produzzjoni tal-idroġenu jrid jiġi fornut b'enerġija elettrika. Madankollu, l-enerġija elettrika kkunsmata mill-proċess tal-elettroliżi tal-ilma taqbeż l-assorbiment teoretiku tas-sħana tar-reazzjoni tal-elettroliżi tal-ilma. Jiġifieri, parti mill-elettriku użat mill-elettrolizzatur jiġi kkonvertit f'sħana. Din il-parti tas-sħana tintuża prinċipalment biex issaħħan is-sistema taċ-ċirkolazzjoni alkali fil-bidu, sabiex it-temperatura tas-soluzzjoni alkali titla' għall-medda ta' temperatura ta' 90±5°C meħtieġa mit-tagħmir. Jekk l-elettrolizzatur ikompli jaħdem wara li jilħaq it-temperatura nominali, is-sħana ġġenerata teħtieġ li tintuża. L-ilma tat-tkessiħ jinħareġ biex tinżamm it-temperatura normali taż-żona tar-reazzjoni tal-elettroliżi. It-temperatura għolja fiż-żona tar-reazzjoni tal-elettroliżi tista' tnaqqas il-konsum tal-enerġija, iżda jekk it-temperatura tkun għolja wisq, il-membrana tal-kamra tal-elettroliżi tinqered, li tkun ukoll ta' detriment għat-tħaddim fit-tul tat-tagħmir.
Dan l-apparat jeħtieġ li t-temperatura operattiva tinżamm f'mhux aktar minn 95°C. Barra minn hekk, l-idroġenu u l-ossiġnu ġġenerati jridu wkoll jiġu mkessħin u deumidifikati, u l-apparat tar-rettifikatur ikkontrollat bis-silikon imkessaħ bl-ilma huwa mgħammar ukoll bil-pajpijiet tat-tkessiħ meħtieġa.
Il-korp tal-pompa ta' tagħmir kbir jeħtieġ ukoll il-parteċipazzjoni ta' ilma tat-tkessiħ.
(9) Sistema ta' mili tan-nitroġenu u tneħħija tan-nitroġenu
Qabel ma tibda tħaddem u tiddebugging l-apparat, is-sistema trid timtela bin-nitroġenu biex tittestja l-issiġillar tal-arja. Qabel ma tibda l-operazzjoni normali, il-fażi tal-gass tas-sistema għandha wkoll titnaddaf bin-nitroġenu biex jiġi żgurat li l-gass fl-ispazju tal-fażi tal-gass fuq iż-żewġ naħat tal-idroġenu u l-ossiġnu jkun 'il bogħod mill-firxa fjammabbli u splussiva.
Wara li t-tagħmir jintefa, is-sistema ta' kontroll awtomatikament iżżomm il-pressjoni u żżomm ċertu ammont ta' idroġenu u ossiġnu ġewwa s-sistema. Jekk il-pressjoni xorta tinstab meta t-tagħmir jinxtegħel, m'hemmx bżonn li jsir tindif. Madankollu, jekk il-pressjoni kollha titneħħa, ikun jeħtieġ li jitnaddaf mill-ġdid. Azzjoni ta' tindif tan-nitroġenu.
(10) Sistema ta' tnixxif (purifikazzjoni) bl-idroġenu (mhux obbligatorja)
L-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma jiġi deumidifikat permezz ta' dryer parallel, u finalment jitfarfar permezz ta' filtru ta' tubu tan-nikil sinterizzat biex jinkiseb idroġenu niexef. (Skont ir-rekwiżiti tal-utent għall-idroġenu tal-prodott, is-sistema tista' żżid apparat ta' purifikazzjoni, u l-purifikazzjoni tuża deossidazzjoni katalitika bimetallika tal-palladju-platinu).
L-idroġenu prodott mill-apparat tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-elettroliżi tal-ilma jintbagħat lill-apparat tal-purifikazzjoni tal-idroġenu permezz tat-tank buffer.
L-idroġenu l-ewwel jgħaddi mit-torri tad-deossiġenazzjoni. Taħt l-azzjoni tal-katalist, l-ossiġnu fl-idroġenu jirreaġixxi mal-idroġenu biex jiġġenera l-ilma.
Formula ta' reazzjoni: 2H2+O2 2H2O.
Imbagħad, l-idroġenu jgħaddi mill-kondensatur tal-idroġenu (li jkessaħ il-gass biex jikkondensa l-fwar tal-ilma fil-gass biex jiġġenera l-ilma, u l-ilma kkondensat jiġi skarikat awtomatikament mis-sistema permezz tal-kollettur tal-likwidu) u jidħol fit-torri tal-adsorbiment.
Ħin tal-posta: 14 ta' Mejju 2024
