Elektrolyyttivetytuotantoyksikkö sisältää täydellisen vesielektrolyysisarjanvetytuotantolaitteet, joiden päälaitteet sisältävät:
1. Elektrolyyttikenno
2. Kaasun nesteiden erotuslaite
3. Kuivaus- ja puhdistusjärjestelmä
4. Sähköosaan kuuluu: muuntaja, tasasuuntaajakaappi, PLC-ohjauskaappi, instrumenttikaappi, jakelukaappi, ylempi tietokone jne.
5. Apujärjestelmään kuuluu pääasiassa: alkaliliuossäiliö, raaka-ainevesisäiliö, lisävesipumppu, typpisylinteri/virtakisko jne./ 6. Laitteen yleinen apujärjestelmä sisältää: puhtaan veden koneen, jäähdytystornin, jäähdyttimen, ilmakompressori jne
vety- ja happijäähdyttimet, ja vesi kerätään tippuloukun avulla ennen kuin se lähetetään ulos ohjausjärjestelmän ohjaamana; Elektrolyytti kulkee läpivetyja happialkalisuodattimet, vety- ja happialkalijäähdyttimet vastaavasti kiertopumpun vaikutuksesta ja palaa sitten elektrolyysikennoon jatkoelektrolyysiä varten.
Järjestelmän painetta säätelevät paineensäätöjärjestelmä ja paine-eronsäätöjärjestelmä, jotta ne täyttävät jatkoprosessien ja varastoinnin vaatimukset.
Vesielektrolyysillä tuotetun vedyn etuna on korkea puhtaus ja vähäinen epäpuhtaus. Yleensä veden elektrolyysillä tuotetun vetykaasun epäpuhtaudet ovat vain happea ja vettä, eikä niissä ole muita komponentteja (mikä voi välttää tiettyjen katalyyttien myrkytyksen). Tämä tarjoaa mukavuutta erittäin puhtaan vetykaasun tuottamiseen, ja puhdistettu kaasu voi täyttää elektroniikkalaatuisten teollisuuskaasujen standardit.
Vedyn tuotantoyksikön tuottama vety kulkee puskurisäiliön läpi stabiloimaan järjestelmän työpainetta ja poistamaan edelleen vedystä vapaata vettä.
Vedynpuhdistuslaitteeseen saapumisen jälkeen vesielektrolyysillä tuotettu vety puhdistetaan edelleen käyttämällä katalyyttisen reaktion ja molekyyliseulaadsorption periaatteita hapen, veden ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi vedystä.
Laitteisto voi asettaa automaattisen vedyn tuotannon säätöjärjestelmän todellisen tilanteen mukaan. Kaasukuorman muutokset aiheuttavat vaihteluita vetysäiliön paineessa. Varastointisäiliöön asennettu painelähetin lähettää 4-20 mA signaalin PLC:lle vertailua varten alkuperäiseen asetusarvoon, ja käänteisen muunnoksen ja PID-laskelman jälkeen lähettää 20-4 mA signaalin tasasuuntaajakaappiin säätämään virransyötön kokoa. elektrolyysivirtaa, jolloin saavutetaan tavoite vetyn tuotannon automaattiselle säädölle vetykuormituksen muutosten mukaan.
Ainoa reaktio vedyn tuotantoprosessissa vesielektrolyysillä on vesi (H2O), jolle on jatkuvasti syötettävä raakavettä vedentäyttöpumpun kautta. Täyttöpaikka sijaitsee vedyn tai hapen erottimessa. Lisäksi vedyn ja hapen on poistettava pieni määrä vettä poistuessaan järjestelmästä. Laitteet, joilla on pieni vedenkulutus, voivat kuluttaa 1L/Nm ³ H2, kun taas suuremmat laitteet voivat laskea sen 0,9 l/Nm ³ H2. Järjestelmä täydentää jatkuvasti raakavettä, mikä voi ylläpitää alkalisen nesteen tason ja pitoisuuden vakauden. Se voi myös täydentää reagoinutta vettä ajoissa emäksisen liuoksen pitoisuuden ylläpitämiseksi.
- Muuntajan tasasuuntaajajärjestelmä
Tämä järjestelmä koostuu pääasiassa kahdesta laitteesta, muuntajasta ja tasasuuntaajakaapista. Sen päätehtävä on muuntaa etupään omistajan tarjoama 10/35KV vaihtovirta elektrolyyttikennon vaatimaksi tasavirtatehoksi ja syöttää tasavirtaa elektrolyyttikennolle. Osa syötetystä tehosta käytetään vesimolekyylien suoraan hajottamiseen vedyksi ja hapeksi, ja toinen osa tuottaa lämpöä, jonka alkalijäähdytin kuljettaa jäähdytysveden läpi.
Suurin osa muuntajista on öljytyyppisiä. Kuivamuuntajia voidaan käyttää sisätiloissa tai säiliön sisällä. Elektrolyyttisen veden vedyn tuotantolaitteisiin käytettävät muuntajat ovat erikoismuuntajia, jotka on sovitettava kunkin elektrolyyttikennon tietojen mukaan, joten ne ovat räätälöityjä laitteita.
Tällä hetkellä yleisimmin käytetty tasasuuntaajakaappi on tyristorityyppinen, jota laitevalmistajat tukevat pitkän käyttöajan, korkean vakauden ja edullisen hinnan vuoksi. Kuitenkin, koska suuret laitteet on mukautettava uusiutuvaan energiaan, tyristoritasasuuntaajakaappien muunnostehokkuus on suhteellisen alhainen. Tällä hetkellä useat tasasuuntaajakaappivalmistajat pyrkivät ottamaan käyttöön uusia IGBT-tasasuuntaajakaappeja. IGBT on jo hyvin yleinen muilla teollisuudenaloilla, kuten tuulivoimalla, ja IGBT-tasasuuntaajakaapeilla uskotaan tulevaisuu- dessa olevan merkittävää kehitystä.
- Jakokaappijärjestelmä
Jakokaappia käytetään pääasiassa sähkön syöttämiseen eri komponenteille, joissa on moottoreita vetyhapen erotus- ja puhdistusjärjestelmässä elektrolyyttisen veden vetytuotantolaitteiston takana, mukaan lukien 400 V tai yleisesti 380 V laitteet. Varustus sisältää alkalikiertopumpun vetyhapen erotusrungossa ja lisävesipumpun apujärjestelmässä; Kuivaus- ja puhdistusjärjestelmän lämmitysjohtojen tehonsyöttö sekä koko järjestelmään tarvittavat apujärjestelmät, kuten puhdasvesikoneet, jäähdyttimet, ilmakompressorit, jäähdytystornit ja vetykompressorit, hydrauskoneet jne. ., sisältää myös virtalähteen koko aseman valaistukseen, valvontaan ja muihin järjestelmiin.
- Control järjestelmä
Ohjausjärjestelmä toteuttaa PLC-automaattiohjauksen. PLC käyttää yleensä Siemens 1200- tai 1500-mallia, ja se on varustettu kosketusnäytöllä ihmisen ja koneen välisellä vuorovaikutusliittymällä. Laitteen kunkin järjestelmän toiminta ja parametrien näyttö sekä ohjauslogiikan näyttö toteutetaan kosketusnäytöllä.
5. Alkaliliuoskiertojärjestelmä
Tämä järjestelmä sisältää pääasiassa seuraavat päälaitteet:
Vetyhappierotin – Alkaliliuoksen kiertovesipumppu – Venttiili – Alkaliliuossuodatin – Elektrolyyttikenno
Pääprosessi on seuraava: vetyhappierottimessa vedyn ja hapen kanssa sekoitettu alkaliliuos erotetaan kaasu-neste-erottimella ja palautusjäähdytetään emäksisen liuoksen kiertovesipumppuun. Vedyn erotin ja hapen erotin on yhdistetty tähän, ja emäksisen liuoksen kiertovesipumppu kierrättää palautusjäähdytetyn alkaliliuoksen takapäässä olevaan venttiiliin ja alkaliliuoksen suodattimeen. Kun suodatin suodattaa pois suuret epäpuhtaudet, emäksinen liuos kierrätetään elektrolyyttikennon sisäpuolelle.
6. Vetyjärjestelmä
Vetykaasua syntyy katodielektrodin puolelta ja se saapuu erottimeen emäksisen liuoksen kiertojärjestelmän mukana. Erottimen sisällä vetykaasu on suhteellisen kevyttä ja luonnollisesti erottunut alkalisesta liuoksesta saavuttaen erottimen yläosan. Sitten se kulkee putkilinjojen läpi lisäerotusta varten, jäähdytetään jäähdytysvedellä ja kerätään tippakerääjällä saavuttaakseen noin 99 %:n puhtauden ennen kuin se saavuttaa takaosan kuivaus- ja puhdistusjärjestelmän.
Evakuointi: Vetykaasun evakuointia käytetään pääasiassa käynnistys- ja sammutusjaksojen, epänormaalien toimintojen tai kun puhtaus ei täytä standardeja, sekä vianetsintään.
7. Happijärjestelmä
Hapen reitti on samanlainen kuin vedyn, paitsi että se tapahtuu eri erottimissa.
Tyhjennys: Tällä hetkellä useimmissa projekteissa käytetään hapen tyhjennysmenetelmää.
Hyödyntäminen: Hapen käyttöarvolla on merkitystä vain erikoisprojekteissa, kuten sovelluksissa, joissa voidaan käyttää sekä vetyä että erittäin puhdasta happea, kuten valokuituvalmistajat. On myös suuria hankkeita, joissa on varattu tilaa hapen hyödyntämiselle. Taustasovellusskenaariot ovat nestemäisen hapen tuotantoa kuivauksen ja puhdistuksen jälkeen tai lääketieteellistä happea dispersiojärjestelmien avulla. Näiden käyttöskenaarioiden tarkkuus vaatii kuitenkin vielä vahvistusta.
8. Jäähdytysvesijärjestelmä
Veden elektrolyysiprosessi on endoterminen reaktio, ja vedyn tuotantoprosessiin on syötettävä sähköenergiaa. Vesielektrolyysiprosessissa kulutettu sähköenergia kuitenkin ylittää veden elektrolyysireaktion teoreettisen lämmönabsorption. Toisin sanoen osa elektrolyysikennossa käytetystä sähköstä muunnetaan lämmöksi, jota käytetään pääasiassa alkalisen liuoksen kiertojärjestelmän lämmittämiseen alussa, jolloin alkaliliuoksen lämpötila nostetaan vaaditulle lämpötila-alueelle 90 ± 5 ℃ laitteille. Jos elektrolyysikenno jatkaa toimintaansa nimellislämpötilan saavuttamisen jälkeen, tuotettu lämpö on suoritettava jäähdyttämällä vettä elektrolyysireaktioalueen normaalin lämpötilan ylläpitämiseksi. Korkea lämpötila elektrolyysireaktiovyöhykkeellä voi vähentää energiankulutusta, mutta jos lämpötila on liian korkea, elektrolyysikammion kalvo vaurioituu, mikä on myös haitallista laitteiston pitkäaikaiselle toiminnalle.
Tämän laitteen optimaalinen käyttölämpötila on pidettävä enintään 95 ℃:ssa. Lisäksi syntyvä vety ja happi on myös jäähdytettävä ja kuivattava, ja vesijäähdytteinen tyristoritasasuuntauslaite on myös varustettu tarvittavilla jäähdytysputkilla.
Suurten laitteiden pumppurunko vaatii myös jäähdytysveden osallistumisen.
- Typen täyttö- ja typenpoistojärjestelmä
Ennen virheenkorjausta ja laitteen käyttöä, järjestelmälle tulee tehdä typen tiiviystesti. Ennen normaalia käynnistystä järjestelmän kaasufaasi on myös huuhdeltava typellä, jotta varmistetaan, että kaasufaasitilassa molemmilla puolilla vetyä ja happea oleva kaasu on kaukana syttymis- ja räjähdysalueelta.
Kun laite on sammutettu, ohjausjärjestelmä ylläpitää automaattisesti painetta ja säilyttää tietyn määrän vetyä ja happea järjestelmän sisällä. Jos paine on edelleen päällä käynnistyksen aikana, tyhjennystoimintoa ei tarvitse suorittaa. Jos paine kuitenkin vapautuu kokonaan, typenpoisto on suoritettava uudelleen.
- Vetykuivaus (puhdistus) järjestelmä (valinnainen)
Vesielektrolyysillä valmistettu vetykaasu kuivataan rinnakkaiskuivaimella ja lopuksi puhdistetaan sintratulla nikkeliputkisuodattimella kuivan vetykaasun saamiseksi. Käyttäjän tuotteen vetyvaatimusten mukaan järjestelmään voidaan lisätä puhdistuslaite, joka käyttää puhdistukseen palladiumplatina-katalyyttistä hapenpoistoa.
Vesielektrolyysivedyn tuotantoyksikön tuottama vety johdetaan puskurisäiliön kautta vedynpuhdistusyksikköön.
Vetykaasu kulkee ensin hapenpoistotornin läpi, ja katalyytin vaikutuksesta vetykaasun happi reagoi vetykaasun kanssa muodostaen vettä.
Reaktiokaava: 2H2+O2 2H2O.
Sitten vetykaasu kulkee vetylauhduttimen läpi (joka jäähdyttää kaasun vesihöyryn tiivistämiseksi vedeksi, joka poistuu automaattisesti järjestelmän ulkopuolelle keräimen kautta) ja tulee adsorptiotorniin.
Postitusaika: 03.12.2024
