L'elettroliticul'idrogenuunità di pruduzzione include un inseme cumpletu di electrolysis acqual'idrogenuequipamentu di pruduzzione, cù l'equipaggiu principali cumpresi:
1. Cella elettrolitica
2. Dispositivu di separazione di u liquidu di gas
3. Sistema di secca è purificazione
4. A parte elettrica include: trasformatore, armadiu rettificatore, armadiu di cuntrollu PLC, armadiu di strumenti, armadiu di distribuzione, computer superiore, etc.
5. U sistema ausiliariu include principalmente: cisterna di suluzione alcalina, cisterna d'acqua di materia prima, pompa d'acqua di trucco, cilindru di nitrogenu / busbar, etc. compressore d'aria, etc
i coolers di l'idrogenu è l'ossigenu, è l'acqua hè cullata da una trappula di goccia prima di esse mandata sottu à u cuntrollu di u sistema di cuntrollu; L'elettrolitu passal'idrogenuè i filtri alkali di l'ossigenu, i coolers di l'idrogenu è l'ossigenu alkali rispettivamente sottu l'azzione di a pompa di circulazione, è poi torna à a cellula elettrolitica per più electrolysis.
A pressione di u sistema hè regulata da u sistema di cuntrollu di pressione è u sistema di cuntrollu di pressione differenziale per risponde à i bisogni di i prucessi downstream è u almacenamentu.
L'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua hà i vantaghji di alta purità è impurità pocu. Di solitu, l'impurità in u gasu di l'idrogenu pruduciutu da l'elettrolisi di l'acqua sò solu l'ossigenu è l'acqua, senza altri cumpunenti (chì ponu evità l'avvelenamentu di certi catalizzatori). Questu furnisce comodità per a produzzione di gasu di l'idrogenu d'alta purezza, è u gasu purificatu pò risponde à i standard di gasi industriali di qualità elettronica.
L'idrogenu pruduciutu da l'unità di pruduzzione di l'idrogenu passa per un cisterna buffer per stabilizzà a pressione di travagliu di u sistema è ancu sguassate l'acqua libera da l'idrogenu.
Dopu avè intrutu in u dispusitivu di purificazione di l'idrogenu, l'idrogenu pruduttu da l'elettrolisi di l'acqua hè più purificatu, aduprendu i principii di a reazione catalitica è l'adsorption di u tagliu moleculare per sguassà l'ossigenu, l'acqua è altre impurità da l'idrogenu.
L'equipaggiu pò stabilisce un sistema di regulazione automatica di a produzzione d'idrogenu secondu a situazione attuale. I cambiamenti in a carica di gas causanu fluttuazioni in a pressione di u tank d'idrogenu. U trasmettitore di pressione installatu nantu à u cisterna di almacenamentu emetterà un signalu 4-20mA à u PLC per paragunà cù u valore stabilitu originale, è dopu a trasfurmazioni inversa è u calculu PID, emetterà un signalu 20-4mA à l'armadiu di rettificatore per aghjustà a dimensione di l'elettrolisi attuale, rializendu cusì u scopu di l'ajustamentu automaticu di a produzzione di l'idrogenu secondu i cambiamenti in a carica di l'idrogenu.
L'unica reazzione in u prucessu di a produzzione di l'idrogenu per l'elettrolisi di l'acqua hè l'acqua (H2O), chì deve esse furnita continuamente cù l'acqua cruda attraversu una pompa di rifornimentu d'acqua. A pusizione di rifornimentu si trova nantu à u separatore di l'idrogenu o l'ossigenu. Inoltre, l'idrogenu è l'ossigenu necessitanu caccià una piccula quantità d'acqua quandu abbanduneghja u sistema. L'attrezzatura cù un bassu cunsumu d'acqua pò cunsumà 1L/Nm ³ H2, mentre chì l'equipaggiu più grande pò riduce à 0.9L/Nm ³ H2. U sistema rinfriscà continuamente l'acqua cruda, chì pò mantene a stabilità di u livellu di liquidu alkaline è a cuncentrazione. Puderà ancu rinfurzà l'acqua reagita in una manera puntuale per mantene a cuncentrazione di a suluzione alkalina.
- Sistema di rettificatore di trasformatore
Stu sistema hè custituitu principarmenti di dui dispusitivi, un transformatore è un cabinet rectifier. A so funzione principale hè di cunvertisce a putenza 10/35KV AC furnita da u pruprietariu front-end in a putenza DC necessaria da a cellula elettrolitica, è furnisce a putenza DC à a cellula elettrolitica. Una parte di a putenza furnita hè aduprata per decompone direttamente e molécule d'acqua in l'idrogenu è l'ossigenu, è l'altra parte genera calore, chì hè realizatu da u cooler alkali attraversu l'acqua di rinfrescante.
A maiò parte di i trasformatori sò di tipu d'oliu. S'ellu si mette in casa o in un cuntainer, i trasformatori di tipu seccu ponu esse usatu. I trasformatori utilizati per l'equipaggiu di produzzione di l'idrogenu di l'acqua elettrolitica sò trasformatori speciali chì anu da esse accumpagnati secondu e dati di ogni cellula elettrolitica, cusì sò equipaghji persunalizati.
Attualmente, l'armadiu di rettificatore più cumunimenti utilizatu hè u tipu tiristore, chì hè supportatu da i fabricatori di l'equipaggiu per via di u so longu tempu d'utilizazione, alta stabilità è prezzu bassu. Tuttavia, per via di a necessità d'adattà l'equipaggiu à grande scala à l'energia rinnuvevule front-end, l'efficienza di cunversione di l'armarii di rettificatori di tiristori hè relativamente bassu. Attualmente, diversi pruduttori di l'armadiu di rettificatori s'impegnanu à aduttà novi armarii di rectificatore IGBT. IGBT hè digià assai cumuni in altre industrii, cum'è l'energia di u ventu, è si crede chì i cabinetti di rettificatori IGBT anu un sviluppu significativu in u futuru.
- Sistema di armadiu di distribuzione
L'armadiu di distribuzione hè principarmenti utilizatu per furnisce l'energia à diversi cumpunenti cù muturi in u sistema di separazione è purificazione di l'ossigenu di l'idrogenu daretu à l'equipaggiu di produzzione di l'idrogenu d'acqua elettrolitica, cumpresu 400V o cumunimenti chjamati equipaggiu 380V. L'equipaggiu include a pompa di circulazione alcalina in u quadru di separazione di l'ossigenu di l'idrogenu è a pompa d'acqua di maquillaje in u sistema ausiliariu; L'alimentazione per i fili di riscaldamentu in u sistema di essiccazione è purificazione, è ancu i sistemi ausiliari necessarii per tuttu u sistema, cum'è macchine d'acqua pura, chillers, compressori d'aria, torri di rinfrescamentu, è compressori di l'idrogenu back-end, macchine d'idrogenazione, etc. ., include ancu l'alimentazione per l'illuminazione, u monitoraghju è altri sistemi di tutta a stazione.
- Cintrul sistema
U sistema di cuntrollu implementa u cuntrollu automaticu PLC. U PLC generalmente adopta Siemens 1200 o 1500, è hè dotatu di una schermu touch screen d'interfaccia d'interazione umanu-macchina. U funziunamentu è a visualizazione di i paràmetri di ogni sistema di l'equipaggiu è a visualizazione di a logica di cuntrollu sò realizati nantu à u touch screen.
5. Sistema di circulazione suluzione alkali
Stu sistema include principalmente i seguenti equipaghji principali:
Separatore di l'ossigenu di l'idrogenu - Pompa di circulazione di soluzione alcalina - Valvola - Filtru di soluzione alcalina - Cella elettrolitica
U prucessu principale hè u seguitu: a suluzione alkalina mischiata cù l'idrogenu è l'ossigenu in u separatore di l'ossigenu di l'idrogenu hè siparata da u separatore di gas-liquidu è rifluitu à a pompa di circulazione di suluzione alcalina. U separatore di l'idrogenu è u separatore di l'ossigenu sò cunnessi quì, è a pompa di circulazione di a suluzione alkalina circula a suluzione alkalina refluxed à a valvula è u filtru di suluzione alkaline in u back-end. Dopu chì u filtru hà filtratu impurità grandi, a suluzione alkalina hè circulata à l'internu di a cellula elettrolitica.
6.Sistema di l'idrogenu
U gasu di l'idrogenu hè generatu da u latu di l'elettrodu di catodu è ghjunghje à u separatore inseme cù u sistema di circulazione di soluzione alcalina. Dentru u separatore, u gasu di l'idrogenu hè relativamente ligeru è naturalmente separatu da a suluzione alkalina, ghjunghjendu à a parti suprana di u separatore. Dopu, passa per i pipelines per a più separazione, rinfriscata da l'acqua di rinfrescante, è recullata da un catcher di goccia per ottene una purezza di circa 99% prima di ghjunghje à u sistema di secca è purificazione back-end.
Evacuazione: L'evacuazione di u gasu di l'idrogenu hè aduprata principalmente durante i periodi di start-up è shutdown, operazioni anormali, o quandu a purità ùn risponde micca à i standard, è ancu per a risoluzione di i prublemi.
7. Sistema di ossigenu
A via di l'ossigenu hè simile à quella di l'idrogenu, salvu chì hè realizatu in diversi separatori.
Svuotamentu: Attualmente, a maiò parte di i prughjetti utilizanu u metudu di sviutà l'ossigenu.
Utilizazione: U valore d'utilizazione di l'ossigenu hè significativu solu in prughjetti spiciali, cum'è l'applicazioni chì ponu utilizà l'idrogenu è l'ossigenu d'alta purità, cum'è i pruduttori di fibra ottica. Ci hè ancu parechji grandi prughjetti chì anu riservatu spaziu per l'utilizazione di l'ossigenu. I scenarii di l'applicazione backend sò per a produzzione di l'ossigenu liquidu dopu l'asciugatura è a purificazione, o per l'ossigenu medicale attraversu sistemi di dispersione. Tuttavia, a precisione di sti scenarii d'utilizazione hà ancu bisognu di più cunferma.
8. Sistema d'acqua di rinfrescante
U prucessu d'elettrolisi di l'acqua hè una reazione endotermica, è u prucessu di produzzione di l'idrogenu deve esse furnitu cù energia elettrica. Tuttavia, l'energia elettrica cunsumata in u prucessu di l'elettrolisi di l'acqua supera l'assorbimentu teoricu di u calore di a reazione di l'elettrolisi di l'acqua. In altri palori, una parte di l'electricità utilizata in a cellula di l'elettrolisi hè cunvertita in calore, chì hè principalmente utilizatu per scaldà u sistema di circulazione di a suluzione alcalina à u principiu, elevendu a temperatura di a suluzione alkalina à a temperatura necessaria di 90 ± 5. ℃ per l'equipaggiu. Se a cellula d'elettrolisi cuntinueghja à funziunà dopu avè righjuntu a temperatura nominale, u calore generatu deve esse realizatu da l'acqua di rinfrescante per mantene a temperatura normale di a zona di reazione di l'elettrolisi. L'alta temperatura in a zona di reazzione di l'elettrolisi pò riduce u cunsumu d'energia, ma se a temperatura hè troppu alta, u diafragma di a camera d'elettrolisi serà dannatu, chì serà ancu preghjudiziu à u funziunamentu longu di l'equipaggiu.
A temperatura di u funziunamentu ottimali per stu dispusitivu hè necessariu di mantene micca più di 95 ℃. Inoltre, l'idrogenu è l'ossigenu generati anu ancu esse rinfriscati è dehumidificati, è u dispusitivu di rettificatore di tiristori rinfriscati à acqua hè ancu equipatu di tubi di rinfrescante necessarii.
U corpu di pompa di l'equipaggiu grande necessita ancu a participazione di l'acqua di rinfrescante.
- Sistema di riempimentu di nitrogenu è purga di nitrogenu
Prima di debugging è di funziunà u dispusitivu, una prova di strettezza di nitrogenu deve esse realizatu nantu à u sistema. Prima di l'iniziu normale, hè ancu necessariu di purgà a fase di gasu di u sistema cù nitrogenu per assicurà chì u gasu in u spaziu di a fase di gas da i dui lati di l'idrogenu è l'ossigenu hè luntanu da a gamma inflammable è splussiva.
Dopu chì l'equipaggiu hè chjusu, u sistema di cuntrollu mantene automaticamente a pressione è mantene una certa quantità di idrogenu è ossigenu in u sistema. Se a pressione hè sempre presente durante l'iniziu, ùn ci hè bisognu di fà una azione di purga. In ogni casu, se a pressione hè cumplettamente alleviata, una azzione di purga di nitrogenu deve esse realizatu di novu.
- Sistema di essiccazione (purificazione) di l'idrogenu (opcional)
U gasu di l'idrogenu preparatu da l'elettrolisi di l'acqua hè deumidificatu da un secadoru parallelu, è infine purificatu da un filtru di tubu di nichel sinterizatu per ottene u gasu di l'idrogenu seccu. Sicondu i bisogni di l'utilizatori per l'idrogenu di u produttu, u sistema pò aghjunghje un dispositivu di purificazione, chì usa a deossigenazione catalitica bimetallica di platinu di palladiu per a purificazione.
L'idrogenu pruduciutu da l'unità di produzzione di l'idrogenu di l'elettrolisi d'acqua hè mandatu à l'unità di purificazione di l'idrogenu attraversu un cisterna buffer.
U gasu di l'idrogenu passa prima per una torre di desossigenazione, è sottu à l'azzione di un catalizzatore, l'ossigenu in u gasu di l'idrogenu reagisce cù u gasu di l'idrogenu per pruduce l'acqua.
Formula di reazzione: 2H2+O2 2H2O.
Allora, u gasu di l'idrogenu passa per un condensatore di l'idrogenu (chì rinfriscà u gasu per cundensà u vapore d'acqua in l'acqua, chì hè scaricatu automaticamente fora di u sistema attraversu un cullettore) è entra in a torre di adsorption.
Tempu di Postu: Dec-03-2024
