Блокът за производство на водород чрез електролиза включва пълен комплект оборудване за производство на водород чрез електролиза на вода. Основното оборудване е:
1. Електролизатор
2. Устройство за разделяне на газ-течност
3. Система за сушене и пречистване
4. Електрическата част включва: трансформатор, токоизправителен шкаф, PLC програмен контролен шкаф, инструментален шкаф, електроразпределителен шкаф, хост компютър и др.
5. Спомагателната система включва главно: алкален резервоар, резервоар за вода за суровини, помпа за водоснабдяване, бутилка с азот/шина и др.
6. Цялостната спомагателна система на оборудването включва: машина за чиста вода, кула за охлаждаща вода, охладител, въздушен компресор и др.
В блока за електролитно производство на водород водата се разлага на една част водород и 1/2 част кислород в електролизера под действието на постоянен ток. Генерираният водород и кислород се изпращат в сепаратора газ-течност заедно с електролита за разделяне. Водородът и кислородът се охлаждат от охладителите за водород и кислород, а уловителя на капки улавя и премахва водата и след това се изпраща под контрола на системата за управление; електролитът преминава през водороден, кислороден алкален филтър, водороден, кислороден алкален филтър и т.н. под действието на циркулационната помпа. течен охладител и след това се върнете в електролизера, за да продължите електролизата.
Налягането на системата се регулира чрез системата за контрол на налягането и системата за контрол на диференциалното налягане, за да отговори на изискванията на следващите процеси и съхранение.
Водородът, произведен чрез водна електролиза, има предимствата на висока чистота и малко примеси. Обикновено примесите във водорода, произведени чрез водна електролиза, са само кислород и вода и никакви други компоненти (което може да избегне отравяне на някои катализатори), което осигурява удобство за производство на водород с висока чистота. , след пречистване, произведеният газ може да достигне показателите за електронен клас индустриален газ.
Водородът, произведен от устройството за производство на водород, преминава през буферен резервоар за стабилизиране на работното налягане на системата и допълнително отстраняване на свободната вода във водорода.
След като водородът влезе в устройството за пречистване на водород, водородът, произведен чрез водна електролиза, се пречиства допълнително и кислородът, водата и други примеси във водорода се отстраняват, като се използват принципите на каталитична реакция и адсорбция на молекулярно сито.
Оборудването може да настрои система за автоматично регулиране на производството на водород според действителната ситуация. Промените в газовото натоварване ще доведат до колебания в налягането на резервоара за съхранение на водород. Трансмитерът за налягане, инсталиран на резервоара за съхранение, ще изведе сигнал 4-20 mA и ще го изпрати към PLC. След сравняване на първоначалната зададена стойност и извършване на обратна трансформация и изчисление на PID, сигнал от 20 ~ 4 mA се извежда и изпраща към шкафа на токоизправителя към регулиране на размера на електролизния ток, като по този начин се постига целта за автоматично регулиране на производството на водород според промените в натоварването с водород.
Оборудването за производство на водород за електролиза на алкална вода включва главно следните системи:
(1) Водна система за суровини
Единственото нещо, което реагира в процеса на производство на водород чрез водна електролиза, е водата (H2O), която трябва непрекъснато да се допълва със сурова вода чрез помпа за попълване на вода. Позицията за попълване на вода е на водородния или кислородния сепаратор. В допълнение, малко количество водород и кислород трябва да бъдат отнети при напускане на системата. на влага. Консумацията на вода на малко оборудване е 1L/Nm³H2, а тази на голямо оборудване може да бъде намалена до 0,9L/Nm³H2. Системата непрекъснато допълва сурова вода. Чрез попълване на вода може да се поддържа стабилността на нивото на алкална течност и концентрацията на алкали и реакционният разтвор може да се попълва навреме. вода, за да се поддържа концентрацията на лугата.
2) Трансформаторна токоизправителна система
Тази система се състои основно от две устройства: трансформатор и токоизправителен шкаф. Основната му функция е да преобразува 10/35KV променлив ток, осигурен от собственика на предния край, в постоянен ток, необходим на електролизера, и да доставя постоянен ток към електролизера. Част от доставената мощност се използва за директно разграждане на водата. Молекулите са водород и кислород, а другата част генерира топлина, която се извежда от охладителя на луга чрез охлаждаща вода.
Повечето от трансформаторите са маслени. Ако се поставят на закрито или в контейнер, могат да се използват сухи трансформатори. Трансформаторите, използвани в оборудването за електролитно производство на водород с вода, са специални трансформатори и трябва да бъдат съгласувани според данните на всеки електролизатор, така че те са персонализирано оборудване.
(3) система за разпределение на мощността
Шкафът за разпределение на енергия се използва главно за захранване на 400V или общоизвестно като 380V оборудване към различни компоненти с двигатели в системите за разделяне и пречистване на водород и кислород зад оборудването за производство на водород с електролитна вода. Оборудването включва алкална циркулация в рамката за разделяне на водород и кислород. Помпи, помпи за допълване на вода в спомагателни системи; нагревателни проводници в системи за сушене и пречистване и спомагателни системи, необходими за цялата система, като машини за чиста вода, чилъри, въздушни компресори, охладителни кули и резервни водородни компресори, машини за хидрогениране и друго оборудване Захранването включва също захранване за осветление, мониторинг и други системи на цялата станция.
(4) система за управление
Системата за управление реализира PLC автоматично управление. PLC обикновено използва Siemens 1200 или 1500. Той е оборудван със сензорен екран за взаимодействие човек-компютър, а работата и показването на параметрите на всяка система от оборудването и дисплеят на контролната логика се реализират на сензорния екран.
5) Алкална циркулационна система
Тази система включва основно следното основно оборудване:
Сепаратор за водород и кислород - алкална циркулационна помпа - клапан - алкален филтър - електролизатор
Основният процес е: алкалната течност, смесена с водород и кислород в сепаратора за водород и кислород, се отделя от сепаратора газ-течност и след това се връща обратно към циркулационната помпа за алкална течност. Тук водородният сепаратор и кислородният сепаратор са свързани и циркулационната помпа за алкална течност ще кипне. Алкалната течност циркулира към клапана и филтъра за алкална течност в задния край. След като филтърът филтрира големи примеси, алкалната течност циркулира във вътрешността на електролизера.
(6)Водородна система
Водородът се генерира от страната на катодния електрод и достига до сепаратора заедно със системата за циркулация на алкална течност. В сепаратора, тъй като самият водород е сравнително лек, той естествено ще се отдели от алкалната течност и ще достигне горната част на сепаратора, след което ще премине през тръбопровода за по-нататъшно отделяне и охлаждане. След водно охлаждане капкоуловителя улавя капките и достига чистота от около 99%, която достига до задната система за сушене и пречистване.
Евакуация: Евакуацията на водород се използва главно за евакуация по време на стартиране и изключване, необичайна работа или повреда в чистотата и евакуация при повреда.
(7) Кислородна система
Пътят на кислорода е подобен на този на водорода, но в различен сепаратор.
Евакуация: В момента повечето от кислородните проекти се третират чрез евакуация.
Използване: Стойността на използване на кислорода е значима само в специални проекти, като някои сценарии на приложение, които могат да използват както водород, така и кислород с висока чистота, като например производители на оптични влакна. Има и някои големи проекти, които са запазили място за използване на кислород. Сценариите за обратно приложение са производството на течен кислород след изсушаване и пречистване или използването на медицински кислород чрез дисперсионна система. Въпреки това, усъвършенстването на тези сценарии за използване все още не е определено. Допълнително потвърждение.
(8) система за охлаждаща вода
Процесът на електролиза на водата е ендотермична реакция. Процесът на производство на водород трябва да бъде захранван с електрическа енергия. Въпреки това, електрическата енергия, консумирана от процеса на водна електролиза, надвишава теоретичното поглъщане на топлина от реакцията на водна електролиза. Тоест, част от електроенергията, използвана от електролизера, се превръща в топлина. Тази част Топлината се използва главно за загряване на системата за алкална циркулация в началото, така че температурата на алкалния разтвор да се повиши до температурния диапазон 90±5°C, изискван от оборудването. Ако електролизаторът продължи да работи след достигане на номиналната температура, генерираната топлина трябва да се използва. Охлаждащата вода се извежда, за да се поддържа нормалната температура на зоната на реакция на електролиза. Високата температура в зоната на реакция на електролиза може да намали консумацията на енергия, но ако температурата е твърде висока, мембраната на електролизната камера ще бъде унищожена, което също ще бъде пагубно за дългосрочната работа на оборудването.
Това устройство изисква работната температура да се поддържа не повече от 95°C. В допълнение, генерираният водород и кислород също трябва да бъдат охладени и изсушени, а токоизправителят с водно охлаждане, управляван от силиций, също е оборудван с необходимите тръбопроводи за охлаждане.
Тялото на помпата на голямо оборудване също изисква участието на охлаждаща вода.
(9) Система за пълнене и продухване с азот
Преди отстраняване на грешки и работа с устройството, системата трябва да бъде напълнена с азот за тестване на въздухонепроницаемост. Преди нормалното стартиране се изисква газовата фаза на системата също да бъде продухана с азот, за да се гарантира, че газът в пространството на газовата фаза от двете страни на водорода и кислорода е далеч от запалимия и експлозивен диапазон.
След като оборудването се изключи, системата за управление автоматично ще поддържа налягане и ще задържа определено количество водород и кислород вътре в системата. Ако налягането все още се установява, когато оборудването е включено, няма нужда да извършвате прочистване. Въпреки това, ако цялото налягане бъде премахнато, ще трябва да се продуха отново. Действие на продухване с азот.
(10) Система за изсушаване (пречистване) на водород (по избор)
Водородът, произведен от водна електролиза, се изсушава от паралелна сушилня и накрая се обезпрашава от синтерован никелов тръбен филтър, за да се получи сух водород. (Според изискванията на потребителя за продукта водород, системата може да добави устройство за пречистване и пречистването използва паладиево-платиново биметално каталитично деоксидиране).
Водородът, произведен от устройството за производство на водород чрез електролиза на вода, се изпраща към устройството за пречистване на водород през буферния резервоар.
Водородът първо преминава през деоксигениращата кула. Под действието на катализатора кислородът във водорода реагира с водорода, за да генерира вода.
Формула на реакцията: 2H2+O2 2H2O.
След това водородът преминава през водородния кондензатор (който охлажда газа, за да кондензира водната пара в газа, за да генерира вода, и кондензираната вода автоматично се изхвърля от системата през колектора за течност) и навлиза в адсорбционната кула.
Време на публикуване: 14 май 2024 г
