Penjelasan Lengkep ngeunaan Sistem Cai Éléktrolisis Alkali

Éléktrolitikhidrogénunit produksi ngawengku sakumpulan lengkep éléktrolisis caihidrogénalat-alat produksi, kalayan alat-alat utama kalebet:

1. Sél éléktrolitik

2. Alat pamisah gas cair

3. Sistem pangeringan sareng pamurnian

4. Bagian listrik ngawengku: transformator, kabinet penyearah, kabinet kontrol PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi, komputer luhur, jsb.

5. Sistem bantu utamina ngawengku: tangki larutan alkali, tangki cai bahan baku, pompa cai pangisi, silinder/busbar nitrogén, jsb. 6. Sistem bantu sakabéhna tina alat-alat ieu ngawengku: mesin cai murni, menara chiller, chiller, kompresor hawa, jsb.

pendingin hidrogén sareng oksigén, sareng cai dikumpulkeun ku bubu tetes sateuacan dikirim ka handapeun kontrol sistem kontrol; Éléktrolit ngaliwathidrogénjeung saringan alkali oksigén, pendingin hidrogén jeung alkali oksigén masing-masing dina aksi pompa sirkulasi, terus balik deui ka sél éléktrolitik pikeun éléktrolisis salajengna.

Tekanan sistem diatur ku sistem kontrol tekanan sareng sistem kontrol tekanan diferensial pikeun minuhan sarat prosés hilir sareng panyimpenan.

Hidrogén anu dihasilkeun tina éléktrolisis cai mibanda kaunggulan nyaéta kamurnian anu luhur sareng pangotor anu handap. Biasana, pangotor dina gas hidrogén anu dihasilkeun tina éléktrolisis cai ngan ukur oksigén sareng cai, tanpa komponén sanés (anu tiasa nyingkahan karacunan katalis anu tangtu). Ieu nyayogikeun genah pikeun ngahasilkeun gas hidrogén anu kamurnianana luhur, sareng gas anu dimurnikeun tiasa nyumponan standar gas industri kelas éléktronik.

Hidrogén anu dihasilkeun ku unit produksi hidrogén ngaliwat tangki buffer pikeun nyetabilkeun tekanan kerja sistem sareng salajengna miceun cai bébas tina hidrogén.

Saatos lebet kana alat pemurnian hidrogén, hidrogén anu dihasilkeun ku éléktrolisis cai salajengna dimurnikeun, nganggo prinsip réaksi katalitik sareng adsorpsi ayakan molekuler pikeun miceun oksigén, cai, sareng pangotor sanés tina hidrogén.

Alat-alat ieu tiasa nyetél sistem pangaturan produksi hidrogén otomatis numutkeun kaayaan anu saleresna. Parobihan beban gas bakal nyababkeun fluktuasi tekanan tangki panyimpenan hidrogén. Pemancar tekanan anu dipasang dina tangki panyimpenan bakal ngaluarkeun sinyal 4-20mA ka PLC pikeun dibandingkeun sareng nilai anu disetel aslina, sareng saatos transformasi tibalik sareng itungan PID, ngaluarkeun sinyal 20-4mA ka kabinet penyearah pikeun nyaluyukeun ukuran arus éléktrolisis, sahingga ngahontal tujuan pangaturan otomatis produksi hidrogén numutkeun parobahan beban hidrogén.

Hiji-hijina réaksi dina prosés produksi hidrogén ku éléktrolisis cai nyaéta cai (H2O), anu kedah terus-terusan disuplai cai atah ngalangkungan pompa pangisian cai. Posisi pangisian aya dina pamisah hidrogén atanapi oksigén. Salian ti éta, hidrogén sareng oksigén kedah nyandak sakedik cai nalika kaluar ti sistem. Alat-alat anu konsumsi cai na handap tiasa ngonsumsi 1L/Nm³ H2, sedengkeun alat-alat anu langkung ageung tiasa ngirangan janten 0.9L/Nm³ H2. Sistem ieu terus-terusan ngeusian cai atah, anu tiasa ngajaga stabilitas tingkat sareng konsentrasi cairan basa. Éta ogé tiasa ngeusian deui cai anu diréaksikeun dina waktos anu pas pikeun ngajaga konsentrasi larutan basa.

1. Sistem penyearah transformator

Sistem ieu utamina diwangun ku dua alat, nyaéta transformator sareng kabinet penyearah. Fungsi utama na nyaéta pikeun ngarobih daya AC 10/35KV anu disayogikeun ku nu boga front-end kana daya DC anu diperyogikeun ku sél éléktrolitik, sareng nyayogikeun daya DC ka sél éléktrolitik. Sabagian tina daya anu disayogikeun dianggo pikeun langsung ngarecah molekul cai kana hidrogén sareng oksigén, sareng bagian anu sanésna ngahasilkeun panas, anu dilakukeun ku pendingin alkali 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 pikeun alat produksi hidrogén cai éléktrolitik nyaéta transformator khusus anu kedah dicocogkeun numutkeun data unggal sél éléktrolitik, janten éta mangrupikeun alat anu disaluyukeun.

Ayeuna, kabinet rectifier anu paling umum dianggo nyaéta jinis thyristor, anu dirojong ku produsén alat kusabab waktos panggunaan anu lami, stabilitas anu luhur, sareng harga anu murah. Nanging, kusabab kabutuhan pikeun nyaluyukeun alat skala ageung kana énergi terbarukan front-end, efisiensi konvérsi kabinet rectifier thyristor relatif rendah. Ayeuna, rupa-rupa produsén kabinet rectifier narékahan pikeun ngadopsi kabinet rectifier IGBT énggal. IGBT parantos umum pisan dina industri sanés sapertos kakuatan angin, sareng dipercaya yén kabinet rectifier IGBT bakal ngagaduhan pamekaran anu signifikan di hareup.

1. Sistem kabinet distribusi

Kabinet distribusi utamina dianggo pikeun nyayogikeun daya ka rupa-rupa komponén nganggo motor dina sistem pamisahan sareng purifikasi oksigén hidrogén di tukangeun alat produksi hidrogén cai éléktrolitik, kalebet 400V atanapi umumna disebut alat 380V. Alat-alat éta kalebet pompa sirkulasi alkali dina kerangka pamisahan oksigén hidrogén sareng pompa cai make-up dina sistem bantu; Catu daya pikeun kabel pemanasan dina sistem pangeringan sareng purifikasi, ogé sistem bantu anu diperyogikeun pikeun sakumna sistem sapertos mesin cai murni, pendingin, kompresor hawa, menara pendingin, sareng kompresor hidrogén back-end, mesin hidrogénasi, jsb., ogé kalebet catu daya pikeun pencahayaan, pemantauan, sareng sistem sanés di sakumna stasiun.

1. Controsistem l

Sistem kontrol ieu ngagunakeun kontrol otomatis PLC. PLC umumna nganggo Siemens 1200 atanapi 1500, sareng dilengkepan layar toél antarmuka interaksi manusa-mesin. Operasi sareng tampilan parameter unggal sistem peralatan ogé tampilan logika kontrol diwujudkeun dina layar toél.

5. Sistem sirkulasi larutan alkali

Sistem ieu utamina ngawengku peralatan utama ieu:

Pamisah hidrogén oksigén – Pompa sirkulasi larutan alkali – Katup – Saringan larutan alkali – Sél éléktrolitik

Prosés utama nyaéta sapertos kieu: larutan basa anu dicampur sareng hidrogén sareng oksigén dina pamisah oksigén hidrogén dipisahkeun ku pamisah gas-cair sareng dialirkeun deui ka pompa sirkulasi larutan basa. Pamisah hidrogén sareng pamisah oksigén disambungkeun di dieu, sareng pompa sirkulasi larutan basa ngasirkulasikeun larutan basa anu dialirkeun deui ka klep sareng saringan larutan basa di tungtung tukang. Saatos saringan nyaring kokotor anu ageung, larutan basa disirkulasikeun ka jero sél éléktrolitik.

6. Sistem hidrogén

Gas hidrogén dihasilkeun tina sisi éléktroda katoda sareng ngahontal separator sareng sistem sirkulasi larutan basa. Di jero separator, gas hidrogén relatif hampang sareng sacara alami dipisahkeun tina larutan basa, dugi ka bagian luhur separator. Teras, éta ngaliwat pipa pikeun pamisahan salajengna, didinginkan ku cai pendingin, sareng dikumpulkeun ku panangkap tetes pikeun ngahontal kamurnian sakitar 99% sateuacan ngahontal sistem pangeringan sareng purifikasi back-end.

Evakuasi: Evakuasi gas hidrogén utamina dianggo nalika période ngamimitian sareng mareuman, operasi anu teu normal, atanapi nalika kamurnian henteu nyumponan standar, ogé pikeun ngungkulan masalah.

7. Sistem oksigén

Jalur oksigén téh sarupa jeung hidrogén, iwal ti éta jalur éta dilaksanakeun dina separator anu béda.

Ngosongkeun: Ayeuna, kaseueuran proyék nganggo metode ngosongkeun oksigén.

Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigén ngan ukur penting dina proyék khusus, sapertos aplikasi anu tiasa nganggo hidrogén sareng oksigén anu kualitasna luhur, sapertos pabrik serat optik. Aya ogé sababaraha proyék ageung anu parantos nyayogikeun rohangan pikeun pemanfaatan oksigén. Skenario aplikasi backend nyaéta pikeun produksi oksigén cair saatos dikeringkeun sareng dimurnikeun, atanapi pikeun oksigén médis ngalangkungan sistem dispersi. Nanging, katepatan skenario pemanfaatan ieu masih peryogi konfirmasi salajengna.

8. Sistem cai pendingin

Prosés éléktrolisis cai mangrupikeun réaksi endotermik, sareng prosés produksi hidrogén kedah disayogikeun ku énergi listrik. Nanging, énergi listrik anu dikonsumsi dina prosés éléktrolisis cai ngaleuwihan panyerepan panas téoritis tina réaksi éléktrolisis cai. Kalayan kecap sanésna, sabagian listrik anu dianggo dina sél éléktrolisis dirobih janten panas, anu utamina dianggo pikeun manaskeun sistem sirkulasi larutan basa dina awalna, ningkatkeun suhu larutan basa kana kisaran suhu anu diperyogikeun 90 ± 5 ℃ pikeun alat-alat éta. Upami sél éléktrolisis teras-terasan beroperasi saatos ngahontal suhu anu dipeunteun, panas anu dihasilkeun kedah dilakukeun ku cai pendingin pikeun ngajaga suhu normal zona réaksi éléktrolisis. Suhu anu luhur dina zona réaksi éléktrolisis tiasa ngirangan konsumsi énergi, tapi upami suhuna luhur teuing, diafragma ruang éléktrolisis bakal ruksak, anu ogé bakal ngarugikeun operasi jangka panjang alat-alat éta.

Suhu operasi optimal pikeun alat ieu kedah dijaga henteu langkung ti 95 ℃. Salian ti éta, hidrogén sareng oksigén anu dihasilkeun ogé kedah didinginkan sareng didehumidifikasi, sareng alat penyearah tirostor anu didinginkan ku cai ogé dilengkepan ku pipa pendingin anu diperyogikeun.

Awak pompa tina alat-alat ageung ogé meryogikeun partisipasi cai pendingin.

1. Sistem ngeusian nitrogén sareng ngabersihkeun nitrogén

Sateuacan ngadebug sareng ngoperasikeun alat, uji kateguhan nitrogén kedah dilakukeun dina sistem. Sateuacan ngamimitian normal, diperyogikeun ogé pikeun ngabersihan fase gas sistem 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 ngamimitian, teu kedah ngalakukeun tindakan purging. Nanging, upami tekanan parantos leungit sapinuhna, tindakan purging nitrogén kedah dilakukeun deui.

1. Sistem pangeringan hidrogén (pemurnian) (opsional)

Gas hidrogén anu disiapkeun tina éléktrolisis cai didehumidifikasi ku pangering paralel, sareng pamustunganana dimurnikeun ku saringan tabung nikel anu disinter pikeun kéngingkeun gas hidrogén garing. Numutkeun sarat pangguna pikeun produk hidrogén, sistem ieu tiasa nambihan alat purifikasi, anu nganggo déoksigénasi katalitik bimetalik paladium platinum pikeun purifikasi.

Hidrogén anu dihasilkeun ku unit produksi hidrogén éléktrolisis cai dikirim ka unit pemurnian hidrogén ngaliwatan tangki buffer.

Gas hidrogén mimitina ngaliwat menara déoksigénasi, sareng dina pangaruh katalis, oksigén dina gas hidrogén ngaréaksikeun sareng gas hidrogén pikeun ngahasilkeun cai.

Rumus réaksi: 2H2+O2 2H2O.

Teras, gas hidrogén ngaliwat kondensor hidrogén (anu niiskeun gas pikeun ngembunkeun uap cai jadi cai, anu sacara otomatis dikaluarkeun ka luar sistem ngaliwatan kolektor) teras asup ka menara adsorpsi.