Produksjonsenheten for elektrolysehydrogen inkluderer et komplett sett med utstyr for produksjon av vannelektrolysehydrogen. Hovedutstyret er:
1. Elektrolysør
2. Gass-væske-separasjonsanordning
3. Tørke- og rensesystem
4. Den elektriske delen inkluderer: transformator, likeretterskap, PLS-programstyringsskap, instrumentskap, strømfordelingsskap, vertsdatamaskin, etc.
5. Hjelpesystemet omfatter hovedsakelig: alkalitank, vanntank for råmateriale, vannforsyningspumpe, nitrogenflaske/samleskinne, etc.
6. Det overordnede hjelpesystemet til utstyret inkluderer: rentvannsmaskin, kjølevannstårn, kjøler, luftkompressor, etc.
I den elektrolytiske hydrogenproduksjonsenheten dekomponeres vann til én del hydrogen og 1/2 del oksygen i elektrolysøren under påvirkning av likestrøm. Det genererte hydrogenet og oksygenet sendes til gass-væskeseparatoren sammen med elektrolytten for separasjon. Hydrogenet og oksygenet kjøles ned av hydrogen- og oksygenkjølerne, og dråpefangeren fanger opp og fjerner vann, og sendes deretter ut under kontroll av kontrollsystemet. Elektrolytten passerer gjennom hydrogen, oksygen-alkalifilter, hydrogen, oksygen-alkalifilter, etc. under påvirkning av sirkulasjonspumpen. væskekjøler og returnerer deretter til elektrolysøren for å fortsette elektrolysen.
Systemtrykket justeres gjennom trykkreguleringssystemet og differansetrykkreguleringssystemet for å oppfylle kravene til påfølgende prosesser og lagring.
Hydrogen produsert ved vannelektrolyse har fordelene med høy renhet og få urenheter. Vanligvis er urenhetene i hydrogen produsert ved vannelektrolyse kun oksygen og vann, og ingen andre komponenter (som kan unngå forgiftning av noen katalysatorer), noe som gjør det enkelt å produsere hydrogen med høy renhet. Etter rensing kan den produserte gassen nå indikatorene for industrigass av elektronikkkvalitet.
Hydrogenet som produseres av hydrogenproduksjonsenheten passerer gjennom en buffertank for å stabilisere systemets arbeidstrykk og ytterligere fjerne fritt vann i hydrogenet.
Etter at hydrogenet kommer inn i hydrogenrenseanordningen, renses hydrogenet som produseres ved vannelektrolyse ytterligere, og oksygen, vann og andre urenheter i hydrogenet fjernes ved hjelp av prinsippene for katalytisk reaksjon og molekylsiktadsorpsjon.
Utstyret kan sette opp et automatisk justeringssystem for hydrogenproduksjon i henhold til den faktiske situasjonen. Endringer i gassbelastningen vil forårsake svingninger i trykket i hydrogenlagringstanken. Trykktransmitteren som er installert på lagringstanken, vil sende ut et 4-20mA signal og sende det til PLS-en. Etter å ha sammenlignet den opprinnelige innstilte verdien og utført invers transformasjon og PID-beregning, sendes et 20~4mA signal til likeretterskapet for å justere størrelsen på elektrolysestrømmen, og dermed oppnå formålet med automatisk justering av hydrogenproduksjonen i henhold til endringer i hydrogenbelastningen.
Utstyr for hydrogenproduksjon med alkalisk vannelektrolyse omfatter hovedsakelig følgende systemer:
(1) Råmaterialevannsystem
Det eneste som reagerer i hydrogenproduksjonsprosessen under vannelektrolyse er vann (H2O), som kontinuerlig må etterfylles med råvann gjennom en vannpåfyllingspumpe. Vannpåfyllingsposisjonen er på hydrogen- eller oksygenseparatoren. I tillegg må en liten mengde hydrogen og oksygen fjernes når systemet forlater det. Vannforbruket for lite utstyr er 1L/Nm³H2, og for stort utstyr kan det reduseres til 0,9L/Nm³H2. Systemet etterfyller kontinuerlig råvann. Gjennom vannpåfylling kan stabiliteten til alkalivæskenivået og alkalikonsentrasjonen opprettholdes, og reaksjonsløsningen kan etterfylles med tiden. med vann for å opprettholde konsentrasjonen av lut.
2) Transformator likerettersystem
Dette systemet består hovedsakelig av to enheter: en transformator og et likeretterskap. Hovedfunksjonen er å konvertere 10/35 kV vekselstrøm levert av brukeren til likestrøm som kreves av elektrolysøren, og forsyne elektrolysøren med likestrøm. En del av den tilførte strømmen brukes til å dekomponere vann direkte. Molekylene er hydrogen og oksygen, og den andre delen genererer varme, som tas ut av lutkjøleren gjennom kjølevannet.
De fleste transformatorene er av oljetypen. Tørrtransformatorer kan brukes hvis de plasseres innendørs eller i en beholder. Transformatorene som brukes i elektrolytisk vann-hydrogenproduksjonsutstyr er spesielle transformatorer og må tilpasses dataene til hver elektrolysør, så de er tilpasset utstyr.
(3) strømfordelingsskapsystem
Strømfordelingsskapet brukes hovedsakelig til å forsyne 400V eller ofte kjent som 380V-utstyr til ulike komponenter med motorer i hydrogen- og oksygenseparasjons- og rensesystemer bak det elektrolytiske vannhydrogenproduksjonsutstyret. Utstyret inkluderer alkalisirkulasjon i hydrogen- og oksygenseparasjonsrammeverket. Pumper, vannpåfyllingspumper i hjelpesystemer; varmeledninger i tørke- og rensesystemer, og hjelpesystemer som kreves av hele systemet, for eksempel rentvannsmaskiner, kjølere, luftkompressorer, kjøletårn og bakre hydrogenkompressorer, hydrogeneringsmaskiner og annet utstyr. Strømforsyning inkluderer også strømforsyning for belysning, overvåking og andre systemer i hele stasjonen.
(4) kontrollsystem
Kontrollsystemet implementerer automatisk PLS-kontroll. PLS-en bruker vanligvis Siemens 1200 eller 1500. Den er utstyrt med et berøringsskjermgrensesnitt for menneske-maskin-interaksjon, og drift og parametervisning av hvert system i utstyret og visning av kontrolllogikk realiseres på berøringsskjermen.
5) Alkalisirkulasjonssystem
Dette systemet inkluderer hovedsakelig følgende hovedutstyr:
Hydrogen- og oksygenseparator - alkalisirkulasjonspumpe - ventil - alkalifilter - elektrolysør
Hovedprosessen er: Alkalivæsken blandet med hydrogen og oksygen i hydrogen- og oksygenseparatoren separeres av gass-væskeseparatoren og strømmer deretter tilbake til alkalivæskesirkulasjonspumpen. Her er hydrogenseparatoren og oksygenseparatoren koblet sammen, og alkalivæskesirkulasjonspumpen vil koke med tilbakeløp. Alkalivæsken sirkulerer til ventilen og alkalivæskefilteret i bakenden. Etter at filteret har filtrert ut store urenheter, sirkulerer alkalivæsken til innsiden av elektrolysøren.
(6) Hydrogensystem
Hydrogen genereres fra katodeelektrodesiden og når separatoren sammen med sirkulasjonssystemet for alkalivæske. I separatoren, fordi hydrogenet i seg selv er relativt lett, vil det naturlig separere seg fra alkalivæsken og nå den øvre delen av separatoren, og deretter passere gjennom rørledningen for videre separasjon og avkjøling. Etter vannkjøling fanger dråpefangeren dråpene og når en renhet på omtrent 99 %, som når bakre tørke- og rensesystem.
Evakuering: Evakuering av hydrogen brukes hovedsakelig til evakuering under oppstart og nedstengning, unormal drift eller renhetsfeil, og feilevakuering.
(7) Oksygensystem
Banen for oksygen er lik den for hydrogen, men i en annen separator.
Evakuering: For tiden blir de fleste oksygenprosjektene behandlet ved evakuering.
Utnyttelse: Utnyttelsesverdien av oksygen er bare meningsfull i spesielle prosjekter, for eksempel noen applikasjonsscenarioer som kan bruke både hydrogen og oksygen med høy renhet, for eksempel produsenter av optiske fibre. Det finnes også noen store prosjekter som har reservert plass for utnyttelse av oksygen. Back-end-applikasjonsscenarioer er produksjon av flytende oksygen etter tørking og rensing, eller bruk av medisinsk oksygen gjennom et dispersjonssystem. Imidlertid er forbedringen av disse utnyttelsesscenarioene ennå ikke bestemt. Ytterligere bekreftelse.
(8) kjølevannssystem
Elektrolyseprosessen for vann er en endoterm reaksjon. Hydrogenproduksjonsprosessen må tilføres elektrisk energi. Imidlertid overstiger den elektriske energien som forbrukes av vannelektrolyseprosessen den teoretiske varmeabsorpsjonen til vannelektrolysereaksjonen. Det vil si at en del av elektrisiteten som brukes av elektrolysøren omdannes til varme. Denne delen av varmen brukes hovedsakelig til å varme opp alkalisirkulasjonssystemet i begynnelsen, slik at temperaturen på alkaliløsningen stiger til temperaturområdet 90 ± 5 °C som kreves av utstyret. Hvis elektrolysøren fortsetter å virke etter å ha nådd nominell temperatur, må den genererte varmen brukes. Kjølevann hentes ut for å opprettholde normal temperatur i elektrolysereaksjonssonen. Den høye temperaturen i elektrolysereaksjonssonen kan redusere energiforbruket, men hvis temperaturen er for høy, vil membranen i elektrolysekammeret bli ødelagt, noe som også vil være skadelig for utstyrets langsiktige drift.
Denne enheten krever at driftstemperaturen holdes på ikke mer enn 95 °C. I tillegg må det genererte hydrogenet og oksygenet også kjøles ned og avfuktes, og den vannkjølte silisiumstyrte likeretterenheten er også utstyrt med nødvendige kjølerør.
Pumpehuset til stort utstyr krever også deltakelse av kjølevann.
(9) Nitrogenfylling og nitrogenrensingssystem
Før feilsøking og bruk av enheten må systemet fylles med nitrogen for lufttetthetstesting. Før normal oppstart må systemets gassfase også renses med nitrogen for å sikre at gassen i gassfaserommet på begge sider av hydrogen og oksygen er unna det brannfarlige og eksplosive området.
Etter at utstyret er slått av, vil kontrollsystemet automatisk opprettholde trykket og beholde en viss mengde hydrogen og oksygen inne i systemet. Hvis trykket fortsatt er der når utstyret slås på, er det ikke nødvendig å utføre spyling. Men hvis alt trykket er fjernet, må det spyles igjen. Nitrogenspyling.
(10) Hydrogentørkingssystem (rensingssystem) (valgfritt)
Hydrogenet som produseres fra vannelektrolyse avfuktes av en parallell tørker, og til slutt støves det av et sintret nikkelrørfilter for å oppnå tørr hydrogen. (I henhold til brukerens krav til produkthydrogen kan systemet legge til en renseanordning, og rensingen bruker palladium-platina bimetallisk katalytisk deoksidasjon).
Hydrogenet som produseres av vannelektrolysehydrogenproduksjonsenheten sendes til hydrogenrensingsenheten gjennom buffertanken.
Hydrogenet passerer først gjennom deoksygeneringstårnet. Under katalysatorens påvirkning reagerer oksygenet i hydrogenet med hydrogenet for å generere vann.
Reaksjonsformel: 2H2+O2 · 2H2O.
Deretter passerer hydrogenet gjennom hydrogenkondensatoren (som kjøler ned gassen for å kondensere vanndampen i gassen for å generere vann, og det kondenserte vannet ledes automatisk ut av systemet gjennom væskeoppsamleren) og går inn i adsorpsjonstårnet.
Publiseringstid: 14. mai 2024
