Jednotka na výrobu vodíku pro elektrolýzu zahrnuje kompletní sadu zařízení na výrobu vodíku pro elektrolýzu vody.Hlavní vybavení je:
1. Elektrolyzér
2. Zařízení pro separaci plynu a kapaliny
3. Systém sušení a čištění
4. Elektrická část obsahuje: transformátor, skříň usměrňovače, řídicí skříň programu PLC, skříňku přístrojů, skříň rozvodu napájení, hostitelský počítač atd.
5. Pomocný systém obsahuje především: alkalickou nádrž, nádrž na vodu na surovinu, čerpadlo na zásobování vodou, dusíkovou láhev/sběrnici atd.
6. Celkový pomocný systém zařízení zahrnuje: stroj na čistou vodu, chladicí vodní věž, chladič, vzduchový kompresor atd.
V jednotce na výrobu elektrolytického vodíku se voda působením stejnosměrného proudu v elektrolyzéru rozloží na jeden díl vodíku a 1/2 dílu kyslíku.Vytvořený vodík a kyslík se spolu s elektrolytem odvádějí do separátoru plyn-kapalina k separaci.Vodík a kyslík jsou chlazeny chladiči vodíku a kyslíku a lapač kapek zachycuje a odstraňuje vodu a poté je vysílán pod kontrolou řídicího systému;elektrolyt prochází vodíkovým, kyslíkovým alkalickým filtrem, vodíkovým, kyslíkovým alkalickým filtrem atd. působením oběhového čerpadla.kapalinový chladič a poté se vraťte do elektrolyzéru, aby elektrolýza pokračovala.
Tlak v systému se upravuje pomocí systému regulace tlaku a systému regulace diferenčního tlaku tak, aby vyhovoval požadavkům následných procesů a skladování.
Vodík vyrobený elektrolýzou vody má výhody vysoké čistoty a malého množství nečistot.Nečistoty ve vodíku produkované elektrolýzou vody jsou obvykle pouze kyslík a voda a žádné další složky (které mohou zabránit otravě některých katalyzátorů), což poskytuje pohodlí pro výrobu vysoce čistého vodíku.po vyčištění může vyprodukovaný plyn dosáhnout indikátorů elektronického průmyslového plynu.
Vodík produkovaný zařízením na výrobu vodíku prochází vyrovnávací nádrží, aby stabilizoval pracovní tlak systému a dále odstranil volnou vodu z vodíku.
Po vstupu vodíku do zařízení na čištění vodíku je vodík vyrobený elektrolýzou vody dále čištěn a pomocí principů katalytické reakce a adsorpce na molekulárním sítu jsou z vodíku odstraněny kyslík, voda a další nečistoty.
Zařízení může nastavit automatický nastavovací systém pro výrobu vodíku podle aktuální situace.Změny v zatížení plynem způsobí kolísání tlaku v zásobníku vodíku.Snímač tlaku nainstalovaný na zásobníku vydá signál 4-20 mA a odešle jej do PLC a Po porovnání původní nastavené hodnoty a provedení inverzní transformace a výpočtu PID je na výstupu signál 20 ~ 4 mA a odeslán do skříně usměrňovače na upravit velikost proudu elektrolýzy, čímž se dosáhne účelu automatického přizpůsobení výroby vodíku podle změn zatížení vodíkem.
Zařízení na výrobu vodíku pro alkalickou elektrolýzu vody zahrnuje především následující systémy:
(1)Systém vody se surovinami
Jediné, co v procesu výroby vodíku elektrolýzou vody reaguje, je voda (H2O), kterou je potřeba průběžně doplňovat surovou vodou pomocí doplňovacího čerpadla.Poloha doplňování vody je na odlučovači vodíku nebo kyslíku.Při opuštění systému je navíc nutné odebrat malé množství vodíku a kyslíku.vlhkosti.Spotřeba vody u malých zařízení je 1 l/Nm³H2 a u velkých zařízení může být snížena na 0,9 l/Nm³H2.Systém průběžně doplňuje surovou vodu.Prostřednictvím doplňování vody může být udržována stabilita hladiny alkalické kapaliny a koncentrace alkálie a reakční roztok může být doplňován včas.vody, aby se udržela koncentrace louhu.
2) Transformátorový usměrňovací systém
Tento systém se skládá hlavně ze dvou zařízení: transformátoru a usměrňovací skříně.Jeho hlavní funkcí je přeměnit 10/35KV střídavý proud poskytovaný předním majitelem na stejnosměrný proud požadovaný elektrolyzérem a dodávat stejnosměrný proud do elektrolyzéru.Část dodané energie se využívá k přímému rozkladu vody.Molekuly jsou vodík a kyslík a druhá část vytváří teplo, které je odváděno chladičem louhu přes chladicí vodu.
Většina transformátorů je olejového typu.Při umístění uvnitř nebo uvnitř kontejneru lze použít suché transformátory.Transformátory používané v zařízeních na výrobu vodíku v elektrolytické vodě jsou speciální transformátory a je třeba je sladit podle údajů každého elektrolyzéru, takže jde o zařízení na míru.
(3) systém rozvodné skříně
Rozvaděč napájení se používá hlavně k napájení 400V nebo běžně známého jako 380V zařízení do různých součástí s motory v systémech separace a čištění vodíku a kyslíku za zařízením na výrobu vodíku v elektrolytické vodě.Zařízení zahrnuje cirkulaci alkálií v rámci separace vodíku a kyslíku.Čerpadla, čerpadla na doplňování vody v pomocných systémech;topné dráty v sušících a čisticích systémech a pomocné systémy vyžadované celým systémem, jako jsou stroje na čistou vodu, chladiče, vzduchové kompresory, chladicí věže a koncové vodíkové kompresory, hydrogenační stroje a další zařízení Napájení zahrnuje také napájení pro osvětlení, monitorovací a další systémy celé stanice.
(4) řídicí systém
Řídicí systém implementuje automatické řízení PLC.PLC obecně používá Siemens 1200 nebo 1500. Je vybaven dotykovou obrazovkou interakčního rozhraní člověk-počítač a na dotykové obrazovce je realizováno zobrazení provozu a parametrů každého systému zařízení a zobrazení řídicí logiky.
5) Alkalický oběhový systém
Tento systém zahrnuje především následující hlavní vybavení:
Odlučovač vodíku a kyslíku - alkalické oběhové čerpadlo - ventil - alkalický filtr - elektrolyzér
Hlavním procesem je: alkalická kapalina smíchaná s vodíkem a kyslíkem v separátoru vodíku a kyslíku je separována separátorem plyn-kapalina a poté proudí zpět do oběhového čerpadla alkalické kapaliny.Zde jsou propojeny odlučovač vodíku a odlučovač kyslíku a oběhové čerpadlo alkalické kapaliny bude refluxovat.Alkalická kapalina cirkuluje k ventilu a alkalickému kapalinovému filtru na zadním konci.Poté, co filtr odfiltruje velké nečistoty, alkalická kapalina cirkuluje do vnitřku elektrolyzéru.
(6) Vodíkový systém
Vodík je generován ze strany katodové elektrody a dostává se do separátoru spolu se systémem cirkulace alkalické kapaliny.V separátoru, protože vodík samotný je relativně lehký, se přirozeně oddělí od alkalické kapaliny a dostane se do horní části separátoru a poté prochází potrubím pro další separaci a chlazení.Po ochlazení vodou lapač kapek zachytí kapky a dosáhne čistoty asi 99 %, které se dostanou do zadního systému sušení a čištění.
Evakuace: Odsávání vodíku se používá hlavně pro evakuaci během spouštění a vypínání, abnormálního provozu nebo selhání čistoty a evakuace při poruchách.
(7) Kyslíkový systém
Cesta pro kyslík je podobná jako pro vodík, ale v jiném separátoru.
Evakuace: V současné době je většina kyslíkových projektů ošetřena evakuací.
Využití: Hodnota využití kyslíku má smysl pouze ve speciálních projektech, jako jsou některé scénáře aplikací, které mohou používat vodík i vysoce čistý kyslík, jako jsou výrobci optických vláken.Existují také velké projekty, které mají vyhrazený prostor pro využití kyslíku.Koncovými aplikačními scénáři je výroba kapalného kyslíku po vysušení a čištění nebo použití medicinálního kyslíku prostřednictvím disperzního systému.Upřesnění těchto scénářů využití však ještě nebylo stanoveno.Další potvrzení.
(8) systém chladicí vody
Proces elektrolýzy vody je endotermická reakce.Proces výroby vodíku musí být zásobován elektrickou energií.Elektrická energie spotřebovaná procesem elektrolýzy vody však překračuje teoretickou tepelnou absorpci reakce elektrolýzy vody.To znamená, že část elektřiny spotřebované elektrolyzérem se přemění na teplo.Tato část Teplo se na začátku používá hlavně k ohřevu alkalického cirkulačního systému, takže teplota alkalického roztoku stoupne na teplotní rozsah 90±5°C požadovaný zařízením.Pokud elektrolyzér pokračuje v provozu po dosažení jmenovité teploty, je třeba použít vytvořené teplo. Chladicí voda se vyvede, aby se udržela normální teplota reakční zóny elektrolýzy.Vysoká teplota v reakční zóně elektrolýzy může snížit spotřebu energie, ale pokud je teplota příliš vysoká, membrána elektrolýzní komory se zničí, což bude také škodlivé pro dlouhodobý provoz zařízení.
Toto zařízení vyžaduje, aby provozní teplota nebyla vyšší než 95 °C.Generovaný vodík a kyslík se navíc musí chladit a odvlhčovat a vodou chlazené křemíkové řízené usměrňovací zařízení je také vybaveno nezbytnými chladicími potrubími.
Těleso čerpadla velkých zařízení také vyžaduje účast chladicí vody.
(9) Systém plnění dusíkem a proplachování dusíkem
Před odladěním a provozem zařízení je nutné systém naplnit dusíkem pro zkoušku vzduchotěsnosti.Před normálním spuštěním je také nutné propláchnout plynnou fázi systému dusíkem, aby se zajistilo, že plyn v prostoru plynné fáze na obou stranách vodíku a kyslíku je mimo oblast hořlavosti a výbušnosti.
Po vypnutí zařízení bude řídicí systém automaticky udržovat tlak a zadržovat určité množství vodíku a kyslíku uvnitř systému.Pokud je při zapnutí zařízení stále zjištěn tlak, není třeba provádět čištění.Pokud se však veškerý tlak odstraní, bude nutné jej znovu propláchnout.Čištění dusíkem.
(10) Systém sušení (čištění) vodíkem (volitelné)
Vodík produkovaný elektrolýzou vody se odvlhčuje paralelní sušičkou a nakonec se opráší filtrem ze slinutých niklových trubek, aby se získal suchý vodík.(Podle požadavků uživatele na produktový vodík může být systém doplněn o čistící zařízení a čištění využívá palladium-platinovou bimetalickou katalytickou deoxidaci).
Vodík produkovaný zařízením na výrobu vodíku pro elektrolýzu vody se posílá do zařízení na čištění vodíku přes vyrovnávací nádrž.
Vodík nejprve prochází deoxygenační věží.Při působení katalyzátoru reaguje kyslík obsažený ve vodíku s vodíkem za vzniku vody.
Reakční vzorec: 2H2+O2 2H2O.
Poté vodík prochází vodíkovým kondenzátorem (který ochlazuje plyn, aby kondenzovala vodní pára v plynu za vzniku vody, a zkondenzovaná voda je automaticky vypouštěna ze systému přes sběrač kapaliny) a vstupuje do adsorpční věže.
Čas odeslání: 14. května 2024
