Die elektrolitiesewaterstofproduksie-eenheid sluit 'n volledige stel waterelektrolise inwaterstofproduksietoerusting, met die hooftoerusting insluitend:
1. Elektrolitiese sel
2. Gas vloeistof skeiding toestel
3. Droog- en suiweringstelsel
4. Die elektriese deel sluit in: transformator, gelykrigter kas, PLC beheer kas, instrument kas, verspreiding kas, boonste rekenaar, ens
5. Die hulpstelsel sluit hoofsaaklik in: alkali-oplossingstenk, grondstofwatertenk, aanmaakwaterpomp, stikstofsilinder/rail, ens/ 6. Die algehele hulpstelsel van die toerusting sluit in: suiwerwatermasjien, verkoelertoring, verkoeler, lugkompressor, ens
waterstof- en suurstofverkoelers, en die water word deur 'n drupval opgevang voordat dit onder beheer van die beheerstelsel uitgestuur word; Die elektroliet gaan deurwaterstofen suurstof alkali filters, waterstof en suurstof alkali verkoelers onderskeidelik onder die werking van die sirkulasie pomp, en keer dan terug na die elektrolitiese sel vir verdere elektrolise.
Die druk van die stelsel word gereguleer deur die drukbeheerstelsel en differensiële drukbeheerstelsel om aan die vereistes van stroomaf prosesse en berging te voldoen.
Die waterstof wat deur waterelektrolise geproduseer word, het die voordele van hoë suiwerheid en lae onsuiwerhede. Gewoonlik is die onsuiwerhede in die waterstofgas wat deur waterelektrolise geproduseer word slegs suurstof en water, met geen ander komponente nie (wat vergiftiging van sekere katalisators kan vermy). Dit bied gerief vir die vervaardiging van hoë-suiwer waterstofgas, en die gesuiwerde gas kan voldoen aan die standaarde van elektroniese graad industriële gasse.
Die waterstof wat deur die waterstofproduksie-eenheid geproduseer word, gaan deur 'n buffertenk om die stelsel se werksdruk te stabiliseer en vry water verder uit die waterstof te verwyder.
Nadat die waterstofsuiweringstoestel binnegekom is, word die waterstof wat deur waterelektrolise geproduseer word verder gesuiwer deur die beginsels van katalitiese reaksie en molekulêre sif-adsorpsie te gebruik om suurstof, water en ander onsuiwerhede uit die waterstof te verwyder.
Die toerusting kan 'n outomatiese waterstofproduksie-aanpassingstelsel volgens die werklike situasie opstel. Veranderinge in gaslading sal fluktuasies in die druk van die waterstofopgaartenk veroorsaak. Die druksender wat op die opgaartenk geïnstalleer is, sal 'n 4-20mA sein na die PLC uitstuur vir vergelyking met die oorspronklike vasgestelde waarde, en na inverse transformasie en PID berekening, stuur 'n 20-4mA sein na die gelykrigterkas om die grootte van die elektrolisestroom, waardeur die doel bereik word van outomatiese aanpassing van waterstofproduksie volgens veranderinge in waterstoflading.
Die enigste reaksie in die proses van waterstofproduksie deur waterelektrolise is water (H2O), wat voortdurend van rou water deur 'n wateraanvullingspomp voorsien moet word. Die aanvullingsposisie is op die waterstof- of suurstofskeier geleë. Daarbenewens moet waterstof en suurstof 'n klein hoeveelheid water wegneem wanneer dit die stelsel verlaat. Toerusting met lae waterverbruik kan 1L/Nm ³ H2 verbruik, terwyl groter toerusting dit tot 0.9L/Nm ³ H2 kan verminder. Die stelsel vul voortdurend rou water aan, wat die stabiliteit van die alkaliese vloeistofvlak en konsentrasie kan handhaaf. Dit kan ook die gereageerde water betyds aanvul om die konsentrasie van die alkaliese oplossing te handhaaf.
- Transformator gelykrigter stelsel
Hierdie stelsel bestaan hoofsaaklik uit twee toestelle, 'n transformator en 'n gelykrigterkas. Die hooffunksie daarvan is om die 10/35KV WS-krag wat deur die voorkant-eienaar verskaf word, om te skakel na die GS-krag wat deur die elektrolitiese sel benodig word, en GS-krag aan die elektrolitiese sel te verskaf. 'n Deel van die krag wat voorsien word, word gebruik om watermolekules direk in waterstof en suurstof te ontbind, en die ander deel genereer hitte, wat deur die alkaliverkoeler deur verkoelingswater uitgevoer word.
Die meeste van die transformators is olietipe. As dit binnenshuis of binne 'n houer geplaas word, kan droë-tipe transformators gebruik word. Die transformators wat vir elektrolitiese waterwaterstofproduksietoerusting gebruik word, is spesiale transformators wat ooreenstem met die data van elke elektrolitiese sel, dus is dit pasgemaakte toerusting.
Tans is die mees gebruikte gelykrigterkas die tiristortipe, wat deur toerustingvervaardigers ondersteun word as gevolg van sy lang gebruikstyd, hoë stabiliteit en lae prys. As gevolg van die behoefte om grootskaalse toerusting aan te pas by hernubare energie aan die voorkant, is die omskakelingsdoeltreffendheid van tiristorgelykrigterkaste egter relatief laag. Tans streef verskeie vervaardigers van gelykrigterkaste daarna om nuwe IGBT-gelykrigerkaste aan te neem. IGBT is reeds baie algemeen in ander industrieë soos windkrag, en daar word geglo dat IGBT gelykrigter kabinette aansienlike ontwikkeling in die toekoms sal hê.
- Verspreiding kabinet stelsel
Die verspreidingskas word hoofsaaklik gebruik om krag te voorsien aan verskeie komponente met motors in die waterstof suurstof skeiding en suiwering stelsel agter die elektrolitiese water waterstof produksie toerusting, insluitend 400V of algemeen na verwys as 380V toerusting. Die toerusting sluit die alkali-sirkulasiepomp in die waterstof-suurstofskeidingsraamwerk en die aanvullingswaterpomp in die hulpstelsel in; Die kragtoevoer vir die verwarmingsdrade in die droog- en suiweringstelsel, sowel as die hulpstelsels wat vir die hele stelsel benodig word, soos suiwerwatermasjiene, verkoelers, lugkompressors, koeltorings, en agterkant waterstofkompressors, hidrogeneringsmasjiene, ens. ., sluit ook die kragtoevoer vir die beligting, monitering en ander stelsels van die hele stasie in.
- Control stelsel
Die beheerstelsel implementeer PLC outomatiese beheer. Die PLC neem gewoonlik Siemens 1200 of 1500 aan, en is toegerus met 'n mens-masjien-interaksie-koppelvlak-raakskerm. Die werking en parametervertoning van elke stelsel van die toerusting sowel as die vertoning van beheerlogika word op die raakskerm gerealiseer.
5. Alkali oplossing sirkulasie stelsel
Hierdie stelsel sluit hoofsaaklik die volgende hooftoerusting in:
Waterstof suurstof skeier – Alkali oplossing sirkulasie pomp – Klep – Alkali oplossing filter – Elektrolitiese sel
Die hoofproses is soos volg: die alkaliese oplossing gemeng met waterstof en suurstof in die waterstof suurstof skeier word geskei deur die gas-vloeistof skeier en terugvloei na die alkaliese oplossing sirkulasie pomp. Die waterstofskeier en suurstofskeier is hier verbind, en die alkaliese oplossing sirkulasiepomp sirkuleer die terugvloeiende alkaliese oplossing na die klep en alkaliese oplossing filter aan die agterkant. Nadat die filter groot onsuiwerhede uitgefiltreer het, word die alkaliese oplossing na die binnekant van die elektrolitiese sel gesirkuleer.
6.Waterstofstelsel
Waterstofgas word vanaf die katode-elektrodekant gegenereer en bereik die skeier saam met die alkaliese oplossingsirkulasiestelsel. Binne die skeier is waterstofgas relatief lig en natuurlik geskei van die alkaliese oplossing, wat die boonste gedeelte van die skeier bereik. Dan gaan dit deur pyplyne vir verdere skeiding, afgekoel deur koelwater, en opgevang deur 'n drupvanger om 'n suiwerheid van ongeveer 99% te bereik voordat dit die agterste droog- en suiweringstelsel bereik.
Ontruiming: Die ontruiming van waterstofgas word hoofsaaklik gebruik tydens opstart- en afskakelperiodes, abnormale bedrywighede, of wanneer suiwerheid nie aan standaarde voldoen nie, asook vir die oplos van probleme.
7. Suurstofstelsel
Die pad van suurstof is soortgelyk aan dié van waterstof, behalwe dat dit in verskillende skeiers uitgevoer word.
Leegmaak: Tans gebruik die meeste projekte die metode om suurstof leeg te maak.
Benutting: Die benuttingswaarde van suurstof is slegs betekenisvol in spesiale projekte, soos toepassings wat beide waterstof en hoësuiwer suurstof kan gebruik, soos optieseveselvervaardigers. Daar is ook 'n paar groot projekte wat ruimte gereserveer het vir die benutting van suurstof. Die backend-toepassingscenario's is vir die produksie van vloeibare suurstof na droging en suiwering, of vir mediese suurstof deur dispersiestelsels. Die akkuraatheid van hierdie benuttingscenario's moet egter nog verdere bevestiging hê.
8. Koelwaterstelsel
Die elektroliseproses van water is 'n endotermiese reaksie, en die waterstofproduksieproses moet van elektriese energie voorsien word. Die elektriese energie wat in die waterelektroliseproses verbruik word, oorskry egter die teoretiese hitte-absorpsie van die waterelektrolise-reaksie. Met ander woorde, 'n gedeelte van die elektrisiteit wat in die elektrolisesel gebruik word, word omgeskakel in hitte, wat hoofsaaklik gebruik word om die alkaliese oplossing sirkulasiestelsel aan die begin te verhit, wat die temperatuur van die alkaliese oplossing tot die vereiste temperatuurreeks van 90 ± 5 verhoog. ℃ vir die toerusting. As die elektrolisesel voortgaan om te funksioneer nadat die nominale temperatuur bereik is, moet die gegenereerde hitte deur verkoelingswater uitgevoer word om die normale temperatuur van die elektrolisereaksiesone te handhaaf. Die hoë temperatuur in die elektrolisereaksiesone kan energieverbruik verminder, maar as die temperatuur te hoog is, sal die diafragma van die elektrolisekamer beskadig word, wat ook die langtermynwerking van die toerusting sal benadeel.
Die optimale werkstemperatuur vir hierdie toestel moet nie meer as 95 ℃ gehandhaaf word nie. Daarbenewens moet die gegenereerde waterstof en suurstof ook afgekoel en ontvochtig word, en die waterverkoelde tiristor-gelykrigtertoestel is ook toegerus met die nodige verkoelingpypleidings.
Die pompliggaam van groot toerusting vereis ook die deelname van koelwater.
- Stikstofvul- en stikstofsuiweringstelsel
Voordat u die toestel ontfout en gebruik, moet 'n stikstofdigtheidstoets op die stelsel uitgevoer word. Voor normale opstart is dit ook nodig om die gasfase van die stelsel met stikstof te suiwer om te verseker dat die gas in die gasfaseruimte aan beide kante van die waterstof en suurstof ver weg is van die vlambare en plofbare gebied.
Nadat die toerusting afgeskakel is, sal die beheerstelsel outomaties druk handhaaf en 'n sekere hoeveelheid waterstof en suurstof binne die stelsel behou. As die druk steeds tydens opstart teenwoordig is, is dit nie nodig om 'n suiweringsaksie uit te voer nie. As die druk egter heeltemal verlig is, moet 'n stikstofsuiweringsaksie weer uitgevoer word.
- Waterstof droog (suiwering) stelsel (opsioneel)
Die waterstofgas wat uit waterelektrolise voorberei is, word deur 'n parallelle droër ontvochtig, en uiteindelik gesuiwer deur 'n gesinterde nikkelbuisfilter om droë waterstofgas te verkry. Volgens die gebruiker se vereistes vir produkwaterstof, kan die stelsel 'n suiweringstoestel byvoeg, wat palladiumplatinum bimetaal katalitiese deoksigenering vir suiwering gebruik.
Die waterstof wat deur die waterelektrolise-waterstofproduksie-eenheid geproduseer word, word deur 'n buffertenk na die waterstofsuiweringseenheid gestuur.
Die waterstofgas gaan eers deur 'n deoksigenasietoring, en onder die werking van 'n katalisator reageer die suurstof in die waterstofgas met die waterstofgas om water te produseer.
Reaksieformule: 2H2+O2 2H2O.
Dan gaan die waterstofgas deur 'n waterstofkondensor (wat die gas afkoel om waterdamp in water te kondenseer, wat outomaties deur 'n versamelaar buite die stelsel ontslaan word) en gaan die adsorpsietoring binne.
Postyd: Des-03-2024
