Unit produksi hidrogén éléktrolisis ngawengku sakumpulan lengkep alat produksi hidrogén éléktrolisis cai. Alat utama nyaéta:
1. Éléktrolisis
2. Alat pamisah gas-cair
3. Sistem pangeringan sareng pamurnian
4. Bagian listrik ngawengku: transformator, kabinet penyearah, kabinet kontrol program PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi daya, komputer host, jsb.
5. Sistem bantu utamina ngawengku: tangki alkali, tangki cai bahan baku, pompa suplai cai, botol nitrogén/bar beus, jsb.
6. Sistem bantu sakabéhna tina alat-alat ieu ngawengku: mesin cai murni, menara cai pendingin, chiller, kompresor hawa, jsb.
Dina unit produksi hidrogén éléktrolitik, cai diuraikeun jadi hiji bagian hidrogén jeung 1/2 bagian oksigén dina éléktrolisér dina pangaruh arus searah. Hidrogén jeung oksigén anu dihasilkeun dikirim ka separator gas-cair bareng jeung éléktrolit pikeun dipisahkeun. Hidrogén jeung oksigén didinginkan ku pendingin hidrogén jeung oksigén, terus panangkep tetes nangkep jeung miceun cai, tuluy dikirim kaluar dina kontrol sistem kontrol; éléktrolit ngaliwat hidrogén, saringan alkali oksigén, hidrogén, saringan alkali oksigén, jsb. dina pangaruh pompa sirkulasi. pendingin cair tuluy balik deui ka éléktrolisér pikeun nuluykeun éléktrolisis.
Tekanan sistem disaluyukeun ngaliwatan sistem kontrol tekanan sareng sistem kontrol tekanan diferensial pikeun minuhan sarat prosés sareng panyimpenan salajengna.
Hidrogén anu dihasilkeun tina éléktrolisis cai mibanda kaunggulan nyaéta kamurnian anu luhur sareng saeutik pangotor. Biasana, pangotor dina hidrogén anu dihasilkeun tina éléktrolisis cai ngan ukur oksigén sareng cai, sareng teu aya komponén sanés (anu tiasa nyingkahan karacunan sababaraha katalis), anu nyayogikeun genah pikeun ngahasilkeun hidrogén anu kamurnian luhur. , saatos dimurnikeun, gas anu dihasilkeun tiasa ngahontal indikator gas industri kelas éléktronik.
Hidrogén anu dihasilkeun ku alat produksi hidrogén ngaliwat tangki panyangga pikeun nyetabilkeun tekanan kerja sistem sareng salajengna miceun cai bébas dina hidrogén.
Saatos hidrogén asup kana alat purifikasi hidrogén, hidrogén anu dihasilkeun ku éléktrolisis cai salajengna dimurnikeun, sareng oksigén, cai sareng pangotor sanés dina hidrogén dipiceun nganggo prinsip réaksi katalitik sareng adsorpsi saringan molekuler.
Alat-alat ieu tiasa nyetél sistem pangaturan otomatis pikeun produksi hidrogén numutkeun kaayaan anu saleresna. Parobihan beban gas bakal nyababkeun fluktuasi dina tekanan tangki panyimpenan hidrogén. Pemancar tekanan anu dipasang dina tangki panyimpenan bakal ngaluarkeun sinyal 4-20mA sareng ngirimkeunana ka PLC sareng Saatos ngabandingkeun nilai anu disetel awal sareng ngalakukeun transformasi tibalik sareng itungan PID, sinyal 20 ~ 4mA dikaluarkeun sareng dikirim ka kabinet penyearah pikeun nyaluyukeun ukuran arus éléktrolisis, sahingga ngahontal tujuan pangaturan otomatis produksi hidrogén numutkeun parobahan beban hidrogén.
Peralatan produksi hidrogén éléktrolisis cai alkali utamina ngawengku sistem ieu:
(1) Sistem cai bahan baku
Hiji-hijina hal anu réaksi dina prosés produksi hidrogén éléktrolisis cai nyaéta cai (H2O), anu kedah terus-terusan dieusi ku cai atah ngalangkungan pompa pangisian cai. Posisi pangisian cai aya dina pamisah hidrogén atanapi oksigén. Salian ti éta, sajumlah alit hidrogén sareng oksigén kedah dipiceun nalika kaluar tina sistem. Konsumsi cai pikeun alat-alat alit nyaéta 1L/Nm³H2, sareng alat-alat ageung tiasa dikirangan janten 0.9L/Nm³H2. Sistem ieu terus-terusan ngeusian cai atah. Ngaliwatan pangisian cai, stabilitas tingkat cairan alkali sareng konsentrasi alkali tiasa dijaga, sareng larutan réaksi tiasa dieusi deui dina waktosna.
2) Sistem penyearah transformator
Sistem ieu utamina diwangun ku dua alat: transformator sareng kabinet penyearah. Fungsi utama na nyaéta pikeun ngarobih daya AC 10/35KV anu disayogikeun ku pamilik front-end janten daya DC anu diperyogikeun ku éléktroliser, sareng nyayogikeun daya DC ka éléktroliser. Sabagian tina daya anu disayogikeun dianggo pikeun ngarecah cai sacara langsung. Molekulna nyaéta hidrogén sareng oksigén, sareng bagian anu sanésna ngahasilkeun panas, anu dikaluarkeun ku pendingin lye ngalangkungan cai pendingin.
Kaseueuran transformator mangrupikeun jinis minyak. Upami disimpen di jero rohangan atanapi di jero wadah, transformator tipe garing tiasa dianggo. Transformator anu dianggo dina alat produksi hidrogén cai éléktrolitik mangrupikeun transformator khusus sareng kedah dicocogkeun numutkeun data unggal éléktroliser, janten éta mangrupikeun alat anu disaluyukeun.
(3) sistem kabinet distribusi daya
Kabinet distribusi daya utamina dianggo pikeun nyayogikeun alat 400V atanapi umumna dikenal salaku alat 380V ka rupa-rupa komponén nganggo motor dina sistem pamisahan sareng purifikasi hidrogén sareng oksigén di tukangeun alat produksi hidrogén cai éléktrolitik. Alat-alat éta kalebet sirkulasi alkali dina kerangka pamisahan hidrogén sareng oksigén. Pompa, pompa pangisian cai dina sistem bantu; kabel pemanasan dina sistem pangeringan sareng purifikasi, sareng sistem bantu anu diperyogikeun ku sakumna sistem, sapertos mesin cai murni, pendingin, kompresor hawa, menara pendingin, sareng kompresor hidrogén back-end, mesin hidrogénasi sareng alat-alat sanésna. Catu daya ogé kalebet catu daya pikeun pencahayaan, pemantauan sareng sistem sanés di sakumna stasiun.
(4) sistem kontrol
Sistem kontrol ieu nerapkeun kontrol otomatis PLC. PLC umumna nganggo Siemens 1200 atanapi 1500. Sistem ieu dilengkepan layar toél antarmuka interaksi manusa-komputer, sareng tampilan operasi sareng parameter unggal sistem peralatan sareng tampilan logika kontrol diwujudkeun dina layar toél.
5) Sistem sirkulasi alkali
Sistem ieu utamina ngawengku peralatan utama ieu:
Pamisah hidrogén sareng oksigén - pompa sirkulasi alkali - klep - saringan alkali - éléktroliser
Prosés utama nyaéta: cairan alkali anu dicampur sareng hidrogén sareng oksigén dina pamisah hidrogén sareng oksigén dipisahkeun ku pamisah gas-cair teras ngalir deui ka pompa sirkulasi cairan alkali. Di dieu pamisah hidrogén sareng pamisah oksigén disambungkeun, sareng pompa sirkulasi cairan alkali bakal refluks. Cairan alkali ngiderkeun ka klep sareng saringan cairan alkali di tungtung tukang. Saatos saringan nyaring kokotor anu ageung, cairan alkali ngiderkeun ka jero éléktrolisér.
(6)Sistem hidrogén
Hidrogén dihasilkeun tina sisi éléktroda katoda sareng ngahontal separator sareng sistem sirkulasi cairan alkali. Dina separator, kusabab hidrogén sorangan relatif hampang, éta sacara alami bakal misah tina cairan alkali sareng ngahontal bagian luhur separator, teras ngalangkungan pipa pikeun pamisahan sareng pendinginan salajengna. Saatos cai niiskeun, panangkep tetesan néwak tetesan sareng ngahontal kamurnian sakitar 99%, anu ngahontal sistem pangeringan sareng purifikasi back-end.
Evakuasi: Evakuasi hidrogén utamina dianggo pikeun evakuasi nalika ngamimitian sareng mareuman, operasi abnormal atanapi kagagalan kamurnian, sareng evakuasi gangguan.
(7) Sistem oksigén
Jalur pikeun oksigén téh sarupa jeung jalur pikeun hidrogén, tapi dina separator nu béda.
Evakuasi: Ayeuna, kaseueuran proyék oksigén diubaran ku cara evakuasi.
Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigén ngan ukur penting dina proyék khusus, sapertos sababaraha skénario aplikasi anu tiasa nganggo hidrogén sareng oksigén anu kualitasna luhur, sapertos produsén serat optik. Aya ogé sababaraha proyék ageung anu parantos nyayogikeun rohangan pikeun pemanfaatan oksigén. Skenario aplikasi back-end nyaéta produksi oksigén cair saatos dikeringkeun sareng dimurnikeun, atanapi panggunaan oksigén médis ngalangkungan sistem dispersi. Nanging, panyempurnaan skénario pemanfaatan ieu tacan ditangtukeun. Konfirmasi salajengna.
(8) sistem cai pendingin
Prosés éléktrolisis cai mangrupikeun réaksi endotermik. Prosés produksi hidrogén kedah disayogikeun ku énergi listrik. Nanging, énergi listrik anu dikonsumsi ku prosés éléktrolisis cai ngaleuwihan panyerepan panas téoritis tina réaksi éléktrolisis cai. Hartina, sabagian listrik anu dianggo ku éléktrolisér dirobih janten panas. Bagian ieu panas utamina dianggo pikeun manaskeun sistem sirkulasi alkali dina awalna, supados suhu larutan alkali naék kana kisaran suhu 90 ± 5 °C anu diperyogikeun ku alat. Upami éléktrolisér teras-terasan damel saatos ngahontal suhu anu dipeunteun, panas anu dihasilkeun kedah dianggo. Cai pendingin dikaluarkeun pikeun ngajaga suhu normal zona réaksi éléktrolisis. Suhu anu luhur dina zona réaksi éléktrolisis tiasa ngirangan konsumsi énergi, tapi upami suhuna luhur teuing, mémbran ruang éléktrolisis bakal ancur, anu ogé bakal ngarugikeun operasi jangka panjang alat.
Alat ieu meryogikeun suhu operasi anu dijaga henteu langkung ti 95°C. Salian ti éta, hidrogén sareng oksigén anu dihasilkeun ogé kedah didinginkan sareng didehumidifikasi, sareng alat penyearah anu dikontrol silikon anu didinginkan ku cai ogé dilengkepan ku pipa pendingin anu diperyogikeun.
Awak pompa tina alat-alat ageung ogé meryogikeun partisipasi cai pendingin.
(9) Sistem ngeusian nitrogén sareng ngabersihkeun nitrogén
Sateuacan debugging sareng ngoperasikeun alat, sistem kedah dieusi ku nitrogén pikeun uji kedap udara. Sateuacan ngamimitian normal, fase gas sistem ogé kedah dibersihkeun ku nitrogén pikeun mastikeun yén gas dina rohangan fase gas di dua sisi hidrogén sareng oksigén jauh tina jangkauan anu gampang kaduruk sareng ngabeledug.
Saatos alat dipareuman, sistem kontrol bakal otomatis ngajaga tekanan sareng nahan jumlah hidrogén sareng oksigén anu tangtu di jero sistem. Upami tekanan masih aya nalika alat dihurungkeun, teu kedah ngalakukeun purging. Nanging, upami sadaya tekanan parantos dipiceun, éta kedah dipurging deui. Peta purging nitrogén.
(10) Sistem pangeringan hidrogén (pemurnian) (opsional)
Hidrogén anu dihasilkeun tina éléktrolisis cai didehumidifikasi ku pangering paralel, teras pamustunganana dibilas ku saringan tabung nikel anu disinter pikeun kéngingkeun hidrogén garing. (Numutkeun sarat pangguna pikeun produk hidrogén, sistem tiasa nambihan alat purifikasi, sareng purifikasi nganggo deoksidasi katalitik bimetalik paladium-platinum).
Hidrogén anu dihasilkeun ku alat produksi hidrogén éléktrolisis cai dikirim ka alat pemurnian hidrogén ngaliwatan tangki buffer.
Hidrogén mimitina ngaliwat menara déoksigénasi. Dina pangaruh katalis, oksigén dina hidrogén ngaréaksikeun sareng hidrogén pikeun ngahasilkeun cai.
Rumus réaksi: 2H2+O2 2H2O.
Teras, hidrogén ngaliwat kondensor hidrogén (anu niiskeun gas pikeun ngembunkeun uap cai dina gas pikeun ngahasilkeun cai, sareng cai anu dikondensasi sacara otomatis dikaluarkeun tina sistem ngalangkungan kolektor cairan) sareng lebet kana menara adsorpsi.
Waktos posting: 14 Méi-2024
