L'unità di pruduzzione d'idrogenu per elettrolisi include un inseme cumpletu d'attrezzature di pruduzzione d'idrogenu per elettrolisi di l'acqua. L'attrezzatura principale hè:
1. Elettrolizzatore
2. Dispositivu di separazione gas-liquidu
3. Sistema di asciugatura è purificazione
4. A parte elettrica include: trasformatore, armadiu raddrizzatore, armadiu di cuntrollu di prugramma PLC, armadiu di strumenti, armadiu di distribuzione di putenza, urdinatore ospitante, ecc.
5. U sistema ausiliariu include principalmente: serbatoiu alcalinu, serbatoiu d'acqua di materia prima, pompa di furnimentu d'acqua, buttiglia d'azotu / barra di autobus, ecc.
6. U sistema ausiliariu generale di l'equipaggiu include: macchina d'acqua pura, torre d'acqua di raffreddamentu, chiller, compressore d'aria, ecc.
In l'unità di pruduzzione d'idrogenu elettroliticu, l'acqua hè decomposta in una parte d'idrogenu è 1/2 parte d'ossigenu in l'elettrolizzatore sottu l'azione di a corrente continua. L'idrogenu è l'ossigenu generati sò mandati à u separatore gas-liquidu inseme cù l'elettrolitu per a separazione. L'idrogenu è l'ossigenu sò raffreddati da i raffreddatori d'idrogenu è d'ossigenu, è u raccogligocce cattura è rimuove l'acqua, è poi hè mandatu fora sottu u cuntrollu di u sistema di cuntrollu; l'elettrolitu passa per l'idrogenu, u filtru alcalinu di l'ossigenu, l'idrogenu, u filtru alcalinu di l'ossigenu, ecc. sottu l'azione di a pompa di circulazione. U raffreddatore di liquidu è poi torna à l'elettrolizzatore per cuntinuà l'elettrolisi.
A pressione di u sistema hè aghjustata per mezu di u sistema di cuntrollu di pressione è di u sistema di cuntrollu di pressione differenziale per risponde à i requisiti di i prucessi è di u almacenamentu successivi.
L'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua hà i vantaghji di una alta purezza è di poche impurità. Di solitu, l'impurità in l'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua sò solu ossigenu è acqua, è nisun altru cumpunente (chì pò evità l'avvelenamentu di certi catalizatori), ciò chì furnisce a cunvenienza per a pruduzzione di idrogenu di alta purezza. , dopu a purificazione, u gasu pruduttu pò ghjunghje à l'indicatori di gasu industriale di qualità elettronica.
L'idrogenu pruduttu da u dispusitivu di pruduzzione d'idrogenu passa per un serbatu tampone per stabilizà a pressione di travagliu di u sistema è rimuovere ulteriormente l'acqua libera in l'idrogenu.
Dopu chì l'idrogenu entra in u dispusitivu di purificazione di l'idrogenu, l'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua hè ulteriormente purificatu, è l'ossigenu, l'acqua è altre impurità in l'idrogenu sò eliminate aduprendu i principii di a reazione catalitica è di l'adsorbimentu di u setacciu moleculare.
L'equipaggiu pò mette in opera un sistema di regulazione automatica per a pruduzzione d'idrogenu secondu a situazione attuale. I cambiamenti in a carica di gas causeranu fluttuazioni in a pressione di u serbatoiu di almacenamiento d'idrogenu. U trasmettitore di pressione installatu nantu à u serbatoiu di almacenamiento emetterà un signale 4-20mA è u manderà à u PLC è dopu avè paragunatu u valore impostu originale è realizatu a trasfurmazione inversa è u calculu PID, un signale 20 ~ 4mA hè emessu è mandatu à u cabinet di raddrizzatore per aghjustà a dimensione di a corrente d'elettrolisi, ottenendu cusì u scopu di a regulazione automatica di a pruduzzione d'idrogenu secondu i cambiamenti in a carica d'idrogenu.
L'equipaggiu di pruduzzione d'idrogenu per l'elettrolisi alcalina di l'acqua include principalmente i seguenti sistemi:
(1) Sistema d'acqua di materia prima
L'unica cosa chì reagisce in u prucessu di pruduzzione di l'idrogenu per elettrolisi di l'acqua hè l'acqua (H2O), chì deve esse rifornita continuamente cù acqua cruda per mezu di una pompa di rifornimentu d'acqua. A pusizione di rifornimentu d'acqua hè nantu à u separatore d'idrogenu o d'ossigenu. Inoltre, una piccula quantità d'idrogenu è d'ossigenu deve esse eliminata quandu si esce da u sistema. d'umidità. U cunsumu d'acqua di i picculi equipaggiamenti hè 1L/Nm³H2, è quellu di i grandi equipaggiamenti pò esse riduttu à 0,9L/Nm³H2. U sistema rifornisce continuamente l'acqua cruda. Attraversu u rifornimentu d'acqua, a stabilità di u livellu di u liquidu alcalinu è a cuncentrazione di l'alcali ponu esse mantenute, è a suluzione di reazione pò esse rifornita in tempu. d'acqua per mantene a cuncentrazione di a liscivia.
2) Sistema di raddrizzatore à trasformatore
Stu sistema hè custituitu principalmente da dui dispusitivi: un trasformatore è un cabinet raddrizzatore. A so funzione principale hè di cunvertisce a putenza AC 10/35KV furnita da u pruprietariu frontale in a putenza DC necessaria da l'elettrolizzatore, è furnisce putenza DC à l'elettrolizzatore. Una parte di a putenza furnita hè aduprata per decompone direttamente l'acqua. E molecule sò idrogenu è ossigenu, è l'altra parte genera calore, chì hè eliminatu da u raffreddatore di liscivia attraversu l'acqua di raffreddamentu.
A maiò parte di i trasformatori sò di tipu oliu. S'elli sò piazzati in l'internu o in un cuntainer, si ponu aduprà trasformatori di tipu seccu. I trasformatori utilizati in l'equipaggiu di pruduzzione d'idrogenu elettroliticu di l'acqua sò trasformatori speciali è devenu esse abbinati secondu i dati di ogni elettrolizzatore, dunque sò equipaggiamenti persunalizati.
(3) sistema di gabinettu di distribuzione di putenza
L'armariu di distribuzione di putenza hè principalmente utilizatu per furnisce apparecchiature 400V o cumunamente cunnisciute cum'è 380V à diversi cumpunenti cù motori in i sistemi di separazione è purificazione di l'idrogenu è di l'ossigenu daretu à l'apparecchiatura di pruduzzione di l'idrogenu di l'acqua elettrolitica. L'apparecchiatura include a circulazione alcalina in u quadru di separazione di l'idrogenu è di l'ossigenu. Pompe, pompe di rifornimentu d'acqua in sistemi ausiliari; fili di riscaldamentu in sistemi di asciugatura è purificazione, è sistemi ausiliari richiesti da tuttu u sistema, cum'è macchine d'acqua pura, refrigeratori, compressori d'aria, torri di raffreddamentu è compressori d'idrogenu back-end, macchine d'idrogenazione è altre apparecchiature. L'alimentazione include ancu l'alimentazione per l'illuminazione, u monitoraghju è altri sistemi di tutta a stazione.
(4) sistema di cuntrollu
U sistema di cuntrollu implementa u cuntrollu automaticu PLC. U PLC generalmente usa Siemens 1200 o 1500. Hè dotatu di un schermu tattile d'interfaccia d'interazzione omu-urdinatore, è u funziunamentu è a visualizazione di i parametri di ogni sistema di l'equipaggiu è a visualizazione di a logica di cuntrollu sò realizati nantu à u schermu tattile.
5) Sistema di circulazione alcalina
Stu sistema include principalmente i seguenti equipaghji principali:
Separatore d'idrogenu è d'ossigenu - pompa di circulazione alcalina - valvula - filtru alcalinu - elettrolizzatore
U prucessu principale hè: u liquidu alcalinu mischiatu cù l'idrogenu è l'ossigenu in u separatore d'idrogenu è d'ossigenu hè siparatu da u separatore gas-liquidu è poi torna à a pompa di circulazione di liquidu alcalinu. Quì u separatore d'idrogenu è u separatore d'ossigenu sò cunnessi, è a pompa di circulazione di liquidu alcalinu refluisce. U liquidu alcalinu circula versu a valvula è u filtru di liquidu alcalinu à a parte posteriore. Dopu chì u filtru hà filtratu e grande impurità, u liquidu alcalinu circula versu l'internu di l'elettrolizzatore.
(6) Sistema di l'idrogenu
L'idrogenu hè generatu da u latu di l'elettrodu catodicu è ghjunghje à u separatore inseme cù u sistema di circulazione di liquidu alcalinu. In u separatore, postu chì l'idrogenu stessu hè relativamente ligeru, si separerà naturalmente da u liquidu alcalinu è ghjunghjerà à a parte superiore di u separatore, è dopu passerà per a pipeline per una ulteriore separazione è raffreddamentu. Dopu u raffreddamentu cù l'acqua, u raccogligocce cattura e gocce è ghjunghje à una purezza di circa 99%, chì ghjunghje à u sistema di asciugatura è purificazione di u back-end.
Evacuazione: L'evacuazione di l'idrogenu hè aduprata principalmente per l'evacuazione durante l'avvio è l'arrestu, u funziunamentu anormale o u fallimentu di purità, è l'evacuazione di guasti.
(7) Sistema d'ossigenu
U percorsu per l'ossigenu hè simile à quellu per l'idrogenu, ma in un separatore differente.
Evacuazione: Attualmente, a maiò parte di i prughjetti d'ossigenu sò trattati per evacuazione.
Utilizazione: U valore d'utilizazione di l'ossigenu hè significativu solu in prughjetti speciali, cum'è certi scenarii d'applicazione chì ponu aduprà sia l'idrogenu sia l'ossigenu d'alta purità, cum'è i pruduttori di fibre ottiche. Ci sò ancu certi grandi prughjetti chì anu riservatu spaziu per l'utilizazione di l'ossigenu. I scenarii d'applicazione back-end sò a pruduzzione d'ossigenu liquidu dopu l'asciugatura è a purificazione, o l'usu di l'ossigenu medicale per mezu di un sistema di dispersione. Tuttavia, u raffinamentu di sti scenarii d'utilizazione ùn hè ancu statu determinatu. Ulteriore cunferma.
(8) sistema d'acqua di raffreddamentu
U prucessu d'elettrolisi di l'acqua hè una reazione endotermica. U prucessu di pruduzzione d'idrogenu deve esse furnitu cù energia elettrica. Tuttavia, l'energia elettrica cunsumata da u prucessu d'elettrolisi di l'acqua supera l'assorbimentu teoricu di calore di a reazione d'elettrolisi di l'acqua. Vale à dì, una parte di l'elettricità aduprata da l'elettrolizzatore hè cunvertita in calore. Sta parte di u calore hè principalmente aduprata per riscaldà u sistema di circulazione alcalina à l'iniziu, in modu chì a temperatura di a suluzione alcalina cresce à l'intervallu di temperatura di 90 ± 5 ° C necessariu da l'equipaggiu. Se l'elettrolizzatore cuntinueghja à funziunà dopu avè righjuntu a temperatura nominale, u calore generatu deve esse adupratu. L'acqua di raffreddamentu hè purtata fora per mantene a temperatura nurmale di a zona di reazione d'elettrolisi. L'alta temperatura in a zona di reazione d'elettrolisi pò riduce u cunsumu d'energia, ma se a temperatura hè troppu alta, a membrana di a camera d'elettrolisi serà distrutta, ciò chì serà ancu dannosu per u funziunamentu à longu andà di l'equipaggiu.
Stu dispusitivu richiede chì a temperatura di funziunamentu sia mantenuta à micca più di 95 ° C. Inoltre, l'idrogenu è l'ossigenu generati devenu ancu esse raffreddati è deumidificati, è u dispusitivu raddrizzatore cuntrullatu da siliciu raffreddatu à acqua hè ancu dotatu di e tubazioni di raffreddamentu necessarie.
U corpu di a pompa di l'attrezzatura di grande dimensione richiede ancu a participazione di l'acqua di raffreddamentu.
(9) Sistema di riempimentu d'azotu è di spurgu d'azotu
Prima di debugging è di fà funziunà u dispusitivu, u sistema deve esse pienu d'azotu per a prova di tenuta à l'aria. Prima di l'avviu nurmale, a fase gassosa di u sistema deve ancu esse purgata cù azotu per assicurà chì u gasu in u spaziu di a fase gassosa da i dui lati di l'idrogenu è di l'ossigenu sia luntanu da a gamma inflammabile è esplosiva.
Dopu chì l'equipaggiu hè statu spento, u sistema di cuntrollu mantene automaticamente a pressione è cunserva una certa quantità d'idrogenu è d'ossigenu in u sistema. Sè a pressione hè sempre presente quandu l'equipaggiu hè acceso, ùn ci hè bisognu di fà una spurgazione. Tuttavia, sè tutta a pressione hè eliminata, serà necessariu spurgarla di novu. Azione di spurgu di l'azotu.
(10) Sistema di asciugatura (purificazione) di l'idrogenu (opzionale)
L'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua hè deumidificatu da un asciugatore parallelu, è infine spolveratu da un filtru di tubu di nichel sinterizatu per ottene idrogenu seccu. (Sicondu i bisogni di l'utente per l'idrogenu di u pruduttu, u sistema pò aghjunghje un dispositivu di purificazione, è a purificazione usa a disossidazione catalitica bimetallica di palladio-platinu).
L'idrogenu pruduttu da u dispusitivu di pruduzzione d'idrogenu per elettrolisi di l'acqua hè mandatu à u dispusitivu di purificazione di l'idrogenu attraversu u serbatu tampone.
L'idrogenu passa prima per a torre di deossigenazione. Sottu l'azione di u catalizatore, l'ossigenu in l'idrogenu reagisce cù l'idrogenu per generà acqua.
Formula di reazione: 2H2+O2 2H2O.
Dopu, l'idrogenu passa per u condensatore d'idrogenu (chì raffredda u gasu per condensà u vapore acqueo in u gasu per generà acqua, è l'acqua condensata hè scaricata automaticamente fora di u sistema per mezu di u cullettore di liquidu) è entra in a torre d'adsorbimentu.
Data di publicazione: 14 di maghju 2024
