L-elettrolitikuidroġenuunità ta' produzzjoni tinkludi sett sħiħ ta' elettroliżi tal-ilmaidroġenutagħmir tal-produzzjoni, bit-tagħmir ewlieni jinkludi:
1. Ċellula elettrolitika
2. Apparat tas-separazzjoni tal-gass u l-likwidu
3. Sistema ta' tnixxif u purifikazzjoni
4. Il-parti elettrika tinkludi: transformer, kabinett tar-rettifikatur, kabinett tal-kontroll PLC, kabinett tal-istrumenti, kabinett tad-distribuzzjoni, kompjuter ta' fuq, eċċ.
5. Is-sistema awżiljarja tinkludi prinċipalment: tank tas-soluzzjoni alkali, tank tal-ilma tal-materja prima, pompa tal-ilma tal-make-up, ċilindru/busbar tan-nitroġenu, eċċ. / 6. Is-sistema awżiljarja ġenerali tat-tagħmir tinkludi: magna tal-ilma pur, torri tat-tkessiħ, chiller, kompressur tal-arja, eċċ.
apparati li jkessħu l-idroġenu u l-ossiġnu, u l-ilma jinġabar minn nassa tat-taqtir qabel ma jintbagħat 'il barra taħt il-kontroll tas-sistema ta' kontroll; L-elettrolit jgħaddi minnuidroġenuu filtri tal-alkali tal-ossiġnu, apparat li jkessaħ l-alkali tal-idroġenu u tal-ossiġnu rispettivament taħt l-azzjoni tal-pompa taċ-ċirkolazzjoni, u mbagħad jirritorna lejn iċ-ċellula elettrolitika għal aktar elettroliżi.
Il-pressjoni tas-sistema hija regolata mis-sistema ta' kontroll tal-pressjoni u s-sistema ta' kontroll tal-pressjoni differenzjali biex tissodisfa r-rekwiżiti tal-proċessi downstream u l-ħażna.
L-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma għandu l-vantaġġi ta' purità għolja u impuritajiet baxxi. Normalment, l-impuritajiet fil-gass tal-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma huma biss ossiġnu u ilma, mingħajr komponenti oħra (li jistgħu jevitaw l-avvelenament ta' ċerti katalisti). Dan jipprovdi konvenjenza għall-produzzjoni ta' gass tal-idroġenu ta' purità għolja, u l-gass purifikat jista' jissodisfa l-istandards tal-gassijiet industrijali ta' grad elettroniku.
L-idroġenu prodott mill-unità tal-produzzjoni tal-idroġenu jgħaddi minn tank buffer biex jistabbilizza l-pressjoni tax-xogħol tas-sistema u jkompli jneħħi l-ilma ħieles mill-idroġenu.
Wara li jidħol fl-apparat ta' purifikazzjoni tal-idroġenu, l-idroġenu prodott mill-elettroliżi tal-ilma jiġi ppurifikat aktar, bl-użu tal-prinċipji tar-reazzjoni katalitika u l-assorbiment tal-għarbiel molekulari biex jitneħħew l-ossiġnu, l-ilma u impuritajiet oħra mill-idroġenu.
It-tagħmir jista' jwaqqaf sistema ta' aġġustament awtomatiku tal-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 se jibgħat sinjal ta' 4-20mA lill-PLC biex jitqabbel mal-valur issettjat oriġinali, u wara trasformazzjoni inversa u kalkolu PID, jibgħat sinjal ta' 20-4mA 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.
L-unika reazzjoni fil-proċess tal-produzzjoni tal-idroġenu permezz tal-elettroliżi tal-ilma hija l-ilma (H2O), li jeħtieġ li jiġi fornut kontinwament b'ilma mhux ipproċessat permezz ta' pompa ta' mili mill-ġdid tal-ilma. Il-pożizzjoni ta' mili mill-ġdid tinsab fuq is-separatur tal-idroġenu jew tal-ossiġnu. Barra minn hekk, l-idroġenu u l-ossiġnu jeħtieġ li jneħħu ammont żgħir ta' ilma meta joħorġu mis-sistema. Tagħmir b'konsum baxx ta' ilma jista' jikkonsma 1L/Nm³ H2, filwaqt li tagħmir akbar jista' jnaqqasha għal 0.9L/Nm³ H2. Is-sistema timla kontinwament l-ilma mhux ipproċessat, li jista' jżomm l-istabbiltà tal-livell u l-konċentrazzjoni tal-likwidu alkalin. Tista' wkoll timla l-ilma li rreaġixxa fil-ħin biex iżżomm il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni alkalina.
- Sistema ta' rettifikatur tat-trasformaturi
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 miċ-ċellula elettrolitika, u jipprovdi enerġija DC liċ-ċellula elettrolitika. Parti mill-enerġija fornuta tintuża biex tiddekomponi direttament il-molekuli tal-ilma f'idroġenu u ossiġnu, u l-parti l-oħra tiġġenera s-sħana, li titwettaq mill-apparat li jkessaħ l-alkali permezz tal-ilma li jkessaħ.
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 għat-tagħmir tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-ilma elettrolitiku huma transformers speċjali li jeħtieġ li jiġu mqabbla skont id-dejta ta' kull ċellula elettrolitika, għalhekk huma tagħmir personalizzat.
Bħalissa, l-aktar kabinett tar-rettifikatur użat komunement huwa t-tip ta' tiristor, li huwa appoġġjat mill-manifatturi tat-tagħmir minħabba l-ħin twil ta' użu tiegħu, l-istabbiltà għolja, u l-prezz baxx. Madankollu, minħabba l-ħtieġa li tagħmir fuq skala kbira jiġi adattat għall-enerġija rinnovabbli front-end, l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-kabinetti tar-rettifikatur tat-tiristor hija relattivament baxxa. Bħalissa, diversi manifatturi tal-kabinetti tar-rettifikatur qed jistinkaw biex jadottaw kabinetti tar-rettifikatur IGBT ġodda. L-IGBT diġà huwa komuni ħafna f'industriji oħra bħall-enerġija mir-riħ, u huwa maħsub li l-kabinetti tar-rettifikatur IGBT se jkollhom żvilupp sinifikanti fil-futur.
- Sistema ta' kabinett tad-distribuzzjoni
Il-kabinett tad-distribuzzjoni jintuża prinċipalment biex jipprovdi l-enerġija lil diversi komponenti b'muturi fis-sistema ta' separazzjoni u purifikazzjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu wara t-tagħmir tal-produzzjoni tal-idroġenu tal-ilma elettrolitiku, inkluż tagħmir ta' 400V jew komunement imsejjaħ tagħmir ta' 380V. It-tagħmir jinkludi l-pompa taċ-ċirkolazzjoni alkali fil-qafas tas-separazzjoni tal-ossiġnu tal-idroġenu u l-pompa tal-ilma tal-għamla fis-sistema awżiljarja; Il-provvista tal-enerġija għall-wajers tat-tisħin fis-sistema tat-tnixxif u l-purifikazzjoni, kif ukoll is-sistemi awżiljarji meħtieġa għas-sistema kollha bħal magni tal-ilma pur, chillers, kompressuri tal-arja, torrijiet tat-tkessiħ, u kompressuri tal-idroġenu back-end, magni tal-idroġenazzjoni, eċċ., tinkludi wkoll il-provvista tal-enerġija għad-dawl, il-monitoraġġ, u sistemi oħra tal-istazzjon kollu.
- Controsistema l
Is-sistema ta' kontroll timplimenta kontroll awtomatiku PLC. Il-PLC ġeneralment jadotta Siemens 1200 jew 1500, u huwa mgħammar b'touch screen b'interfaċċja ta' interazzjoni bejn il-bniedem u l-magna. L-operazzjoni u l-wiri tal-parametri ta' kull sistema tat-tagħmir kif ukoll il-wiri tal-loġika ta' kontroll huma realizzati fuq it-touch screen.
5. Sistema ta' ċirkolazzjoni ta' soluzzjoni alkali
Din is-sistema tinkludi prinċipalment it-tagħmir ewlieni li ġej:
Separatur tal-ossiġnu tal-idroġenu – Pompa taċ-ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni alkali – Valv – Filtru tas-soluzzjoni alkali – Ċellula elettrolitika
Il-proċess ewlieni huwa kif ġej: is-soluzzjoni alkalina mħallta ma' idroġenu u ossiġnu fis-separatur tal-idroġenu-ossiġnu hija separata mis-separatur tal-gass-likwidu u riflussata lejn il-pompa taċ-ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni alkalina. Is-separatur tal-idroġenu u s-separatur tal-ossiġnu huma konnessi hawn, u l-pompa taċ-ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni alkalina tiċċirkola s-soluzzjoni alkalina riflussata lejn il-valv u l-filtru tas-soluzzjoni alkalina fit-tarf ta' wara. Wara li l-filtru jiffiltra l-impuritajiet kbar, is-soluzzjoni alkalina tiġi ċċirkolata lejn ġewwa ċ-ċellula elettrolitika.
6. Sistema tal-idroġenu
Il-gass tal-idroġenu jiġi ġġenerat min-naħa tal-elettrodu tal-katodu u jilħaq is-separatur flimkien mas-sistema ta' ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni alkalina. Ġewwa s-separatur, il-gass tal-idroġenu huwa relattivament ħafif u separat b'mod naturali mis-soluzzjoni alkalina, u jilħaq il-parti ta' fuq tas-separatur. Imbagħad, jgħaddi minn pajpijiet għal aktar separazzjoni, jitkessaħ bl-ilma tat-tkessiħ, u jinġabar minn qatgħa tat-taqtir biex jikseb purità ta' madwar 99% qabel ma jilħaq is-sistema ta' tnixxif u purifikazzjoni tal-back-end.
Evakwazzjoni: L-evakwazzjoni tal-gass tal-idroġenu tintuża l-aktar matul perjodi ta' bidu u għeluq, operazzjonijiet anormali, jew meta l-purità ma tissodisfax l-istandards, kif ukoll għas-soluzzjoni ta' problemi.
7. Sistema tal-ossiġnu
Il-mogħdija tal-ossiġnu hija simili għal dik tal-idroġenu, ħlief li titwettaq f'separaturi differenti.
Tbattil: Bħalissa, ħafna proġetti jużaw il-metodu tat-tbattil tal-ossiġnu.
Utilizzazzjoni: Il-valur tal-utilizzazzjoni tal-ossiġnu huwa sinifikanti biss fi proġetti speċjali, bħal applikazzjonijiet 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 tal-applikazzjoni backend huma għall-produzzjoni ta' ossiġnu likwidu wara t-tnixxif u l-purifikazzjoni, jew għal ossiġnu mediku permezz ta' sistemi ta' dispersjoni. Madankollu, il-preċiżjoni ta' dawn ix-xenarji ta' utilizzazzjoni għad teħtieġ aktar konferma.
8. Sistema tal-ilma tat-tkessiħ
Il-proċess tal-elettroliżi tal-ilma huwa reazzjoni endotermika, u l-proċess tal-produzzjoni tal-idroġenu jrid jiġi fornut b'enerġija elettrika. Madankollu, l-enerġija elettrika kkunsmata fil-proċess tal-elettroliżi tal-ilma taqbeż l-assorbiment teoretiku tas-sħana tar-reazzjoni tal-elettroliżi tal-ilma. Fi kliem ieħor, porzjon tal-elettriku użat fiċ-ċellula tal-elettroliżi jiġi kkonvertit f'sħana, li tintuża prinċipalment biex issaħħan is-sistema taċ-ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni alkalina fil-bidu, u tgħolli t-temperatura tas-soluzzjoni alkalina għall-medda ta' temperatura meħtieġa ta' 90 ± 5 ℃ għat-tagħmir. Jekk iċ-ċellula tal-elettroliżi tkompli topera wara li tilħaq it-temperatura nominali, is-sħana ġġenerata teħtieġ li titwettaq permezz ta' ilma li jkessaħ 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, id-dijaframma tal-kamra tal-elettroliżi ssirilha l-ħsara, li tkun ukoll ta' detriment għat-tħaddim fit-tul tat-tagħmir.
It-temperatura ottimali tat-tħaddim għal dan l-apparat hija meħtieġa li tinżamm f'mhux aktar minn 95 ℃. Barra minn hekk, l-idroġenu u l-ossiġnu ġġenerati jeħtieġ ukoll li jiġu mkessħin u deumidifikati, u l-apparat tar-rettifikatur tat-tiristor 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.
- Sistema ta' mili tan-nitroġenu u tneħħija tan-nitroġenu
Qabel ma tibda tħaddem u tiddebugging l-apparat, għandu jsir test tal-issikkar tan-nitroġenu fuq is-sistema. Qabel ma tibda l-operazzjoni normali, huwa meħtieġ ukoll li l-fażi tal-gass tas-sistema 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 tkun għadha preżenti waqt l-istartjar, m'hemmx bżonn li titwettaq azzjoni ta' tindif. Madankollu, jekk il-pressjoni titneħħa kompletament, jeħtieġ li titwettaq azzjoni ta' tindif tan-nitroġenu mill-ġdid.
- Sistema ta' tnixxif (purifikazzjoni) bl-idroġenu (mhux obbligatorja)
Il-gass tal-idroġenu ppreparat mill-elettroliżi tal-ilma jiġi deumidifikat permezz ta' dryer parallel, u finalment jiġi ppurifikat permezz ta' filtru ta' tubu tan-nikil sinterizzat biex jinkiseb gass tal-idroġenu niexef. Skont ir-rekwiżiti tal-utent għall-idroġenu tal-prodott, is-sistema tista' żżid apparat ta' purifikazzjoni, li juża deossiġenazzjoni katalitika bimetallika tal-palladju-platinu għall-purifikazzjoni.
L-idroġenu prodott mill-unità tal-produzzjoni tal-idroġenu bl-elettroliżi tal-ilma jintbagħat lill-unità tal-purifikazzjoni tal-idroġenu permezz ta' tank buffer.
Il-gass tal-idroġenu l-ewwel jgħaddi minn torri ta' deossiġenazzjoni, u taħt l-azzjoni ta' katalist, l-ossiġnu fil-gass tal-idroġenu jirreaġixxi mal-gass tal-idroġenu biex jipproduċi l-ilma.
Formula ta' reazzjoni: 2H2+O2 2H2O.
Imbagħad, il-gass tal-idroġenu jgħaddi minn kondensatur tal-idroġenu (li jkessaħ il-gass biex jikkondensa l-fwar tal-ilma f'ilma, li jiġi skarikat awtomatikament barra s-sistema permezz ta' kollettur) u jidħol fit-torri tal-adsorbiment.
Ħin tal-posta: 03 ta' Diċembru 2024
