Электролиз сутегі өндірісінің қондырғысы су электролизі сутегін өндіру жабдықтарының толық жиынтығын қамтиды. Негізгі жабдық болып табылады:
1. Электролизер
2. Газ-сұйықтықты бөлу құрылғысы
3. Кептіру және тазарту жүйесі
4. Электрлік бөлікке мыналар кіреді: трансформатор, түзеткіш шкаф, PLC бағдарламасын басқару шкафы, аспаптар шкафы, қуат тарату шкафы, негізгі компьютер және т.б.
5. Көмекші жүйеге негізінен мыналар кіреді: сілтілі резервуар, шикізатқа арналған су ыдысы, сумен жабдықтау сорғысы, азот бөтелкесі/шинасы және т.б.
6. Жабдықтың жалпы көмекші жүйесіне: таза су машинасы, салқындатқыш су мұнарасы, салқындатқыш, ауа компрессоры және т.б.
Электролиттік сутегі өндіру қондырғысында су тұрақты токтың әсерінен электролизердегі сутектің бір бөлігіне және оттегінің 1/2 бөлігіне ыдырайды. Түзілген сутегі мен оттегі бөлу үшін электролитпен бірге газ-сұйықтық сепараторына жіберіледі. Сутегі мен оттегі сутегі және оттегі салқындатқыштарымен салқындатылады, ал тамшы ұстағыш суды ұстап, алып тастайды, содан кейін басқару жүйесінің бақылауымен шығарылады; циркуляциялық насостың әсерінен электролит сутегі, оттегі сілті сүзгісі, сутегі, оттегі сілті сүзгісі және т.б. сұйық салқындатқыш, содан кейін электролизді жалғастыру үшін электролизерге оралыңыз.
Жүйенің қысымы кейінгі процестер мен сақтау талаптарын қанағаттандыру үшін қысымды басқару жүйесі және дифференциалды қысымды басқару жүйесі арқылы реттеледі.
Судың электролизі арқылы алынған сутегінің артықшылығы жоғары тазалық пен қоспалардың аздығы. Әдетте, сутегінің электролизі нәтижесінде алынған қоспалар тек оттегі мен су болып табылады және басқа компоненттер жоқ (кейбір катализаторлардың улануын болдырмайды), бұл жоғары таза сутегін алу үшін ыңғайлылықты қамтамасыз етеді. , тазартудан кейін өндірілген газ электронды сұрыпты өнеркәсіптік газдың көрсеткіштеріне жетуі мүмкін.
Сутегі өндіру құрылғысы өндіретін сутегі жүйенің жұмыс қысымын тұрақтандыру және одан әрі сутегідегі бос суды кетіру үшін буферлік резервуардан өтеді.
Сутегі сутекті тазарту құрылғысына түскеннен кейін судың электролизі нәтижесінде пайда болған сутегі одан әрі тазартылады, ал сутегідегі оттегі, су және басқа қоспалар каталитикалық реакция және молекулалық електен адсорбциялау принциптері арқылы жойылады.
Жабдық нақты жағдайға сәйкес сутегі өндірісін автоматты реттеу жүйесін орната алады. Газ жүктемесінің өзгеруі сутегі қоймасының қысымының ауытқуын тудырады. Сақтау ыдысында орнатылған қысым таратқышы 4-20 мА сигнал шығарады және оны PLC-ге жібереді және бастапқы орнатылған мәнді салыстырып, кері түрлендіру мен PID есептеуін орындағаннан кейін 20 ~ 4 мА сигнал шығады және түзеткіш шкафқа жіберіледі. электролиз тоғының өлшемін реттеу, сол арқылы сутегі жүктемесінің өзгеруіне сәйкес сутегі өндірісін автоматты реттеу мақсатына жету.
Сілтілі суды электролиз сутегі өндіру жабдығы негізінен келесі жүйелерді қамтиды:
(1) Шикізат су жүйесі
Судың электролизі сутегі өндірісі процесінде әрекет ететін жалғыз нәрсе су (H2O) болып табылады, ол суды толтыратын сорғы арқылы шикі сумен үздіксіз толтырылуы керек. Суды толтыру орны сутегі немесе оттегі сепараторында. Сонымен қатар, жүйеден шыққан кезде сутегі мен оттегінің аз мөлшерін алып тастау керек. ылғалдың. Шағын жабдықтың су шығыны 1л/Нм³Н2 құрайды, ал үлкен жабдықты 0,9л/Нм³Н2-ге дейін азайтуға болады. Жүйе шикі суды үздіксіз толтырып отырады. Суды толтыру арқылы сілтілі сұйықтық деңгейінің тұрақтылығын және сілті концентрациясын сақтауға болады, ал реакция ерітіндісін уақытында толтыруға болады. сілті концентрациясын ұстап тұру үшін су.
2) Трансформатордың түзеткіш жүйесі
Бұл жүйе негізінен екі құрылғыдан тұрады: трансформатор және түзеткіш шкаф. Оның негізгі функциясы - алдыңғы қатардағы иесі қамтамасыз ететін 10/35 кВ айнымалы ток қуатын электролизер қажет ететін тұрақты ток қуатына түрлендіру және электролизерге тұрақты ток қуатын беру. Берілетін қуаттың бір бөлігі суды тікелей ыдыратуға жұмсалады. Молекулалар сутегі мен оттегі, ал екінші бөлігі жылуды тудырады, оны салқындатқыш су арқылы сілті салқындатқыш шығарады.
Трансформаторлардың көпшілігі майлы типті. Үй ішінде немесе контейнердің ішіне орналастырылса, құрғақ түрдегі трансформаторларды пайдалануға болады. Электролиттік судағы сутегі өндірісінде қолданылатын трансформаторлар арнайы трансформаторлар болып табылады және әр электролизердің деректеріне сәйкес сәйкестендірілуі керек, сондықтан олар теңшелген жабдық болып табылады.
(3) қуат тарату шкафының жүйесі
Қуат тарату шкафы негізінен 400 В немесе әдетте 380 В деп аталатын жабдықты электролиттік су сутегі өндіру жабдығының артындағы сутегі мен оттегіні бөлу және тазарту жүйелеріндегі қозғалтқыштары бар әртүрлі компоненттерге жеткізу үшін қолданылады. Жабдық сутегі мен оттегін бөлу жүйесіндегі сілтінің айналымын қамтиды. Сорғылар, қосалқы жүйелердегі суды толтыру сорғылары; кептіру және тазарту жүйелеріндегі жылыту сымдары және таза су машиналары, салқындатқыштар, ауа компрессорлары, салқындату мұнаралары және артқы сутегі компрессорлары, гидрлеу машиналары және басқа жабдықтар сияқты бүкіл жүйеге қажет қосалқы жүйелер. бүкіл станцияның жарықтандыру, бақылау және басқа да жүйелері.
(4) басқару жүйесі
Басқару жүйесі PLC автоматты басқаруын жүзеге асырады. PLC әдетте Siemens 1200 немесе 1500 пайдаланады. Ол адам мен компьютердің өзара әрекеттесу интерфейсінің сенсорлық экранымен жабдықталған және жабдықтың әрбір жүйесінің жұмысы мен параметрлерін көрсету және басқару логикасын көрсету сенсорлық экранда жүзеге асырылады.
5) Сілтілік айналым жүйесі
Бұл жүйе негізінен келесі негізгі жабдықты қамтиды:
Сутегі мен оттегі сепараторы - сілтілі циркуляциялық сорғы - клапан - сілтілі сүзгі - электролизер
Негізгі процесс: сутегі мен оттегі сепараторындағы сутегімен және оттегімен араласқан сілтілі сұйықтық газ-сұйықтық сепараторымен бөлініп, содан кейін сілтілі сұйықтықтың циркуляциялық сорғысына қайта ағады. Мұнда сутегі сепараторы мен оттегі сепараторы қосылған, ал сілтілі сұйықтықтың циркуляциялық сорғысы кері ағып кетеді. Сілтілік сұйықтық клапанға және артқы жағындағы сілтілі сұйықтық сүзгісіне айналады. Сүзгі үлкен қоспаларды сүзгеннен кейін, сілтілі сұйықтық электролизердің ішіне айналады.
(6) Сутегі жүйесі
Сутегі катодты электрод жағынан түзіліп, сілтілі сұйықтық айналымы жүйесімен бірге сепараторға жетеді. Сепараторда сутегінің өзі салыстырмалы түрде жеңіл болғандықтан, ол табиғи түрде сілтілі сұйықтықтан бөлініп, сепаратордың жоғарғы бөлігіне жетеді, содан кейін одан әрі бөлу және салқындату үшін құбыр арқылы өтеді. Суды салқындатқаннан кейін, тамшы ұстағыш тамшыларды ұстайды және шамамен 99% тазалыққа жетеді, ол артқы жағындағы кептіру және тазарту жүйесіне жетеді.
Эвакуация: сутегіні эвакуациялау негізінен іске қосу және өшіру, қалыпты жұмыс істемеуі немесе тазалықтың бұзылуы және ақауларды эвакуациялау үшін қолданылады.
(7) Оттегі жүйесі
Оттегінің жолы сутегіге ұқсас, бірақ басқа сепараторда.
Эвакуация: Қазіргі уақытта оттегі жобаларының көпшілігі эвакуация арқылы өңделеді.
Пайдалану: Оттегінің кәдеге жарату мәні арнайы жобаларда ғана мағыналы болады, мысалы, оптикалық талшық өндірушілері сияқты сутегі мен жоғары таза оттегіні пайдалана алатын кейбір қолданба сценарийлері. Сондай-ақ, оттегін кәдеге жарату үшін орын сақтаған кейбір ірі жобалар бар. Қолдану сценарийлері кептіру және тазартудан кейін сұйық оттегін өндіру немесе дисперсиялық жүйе арқылы медициналық оттегін пайдалану болып табылады. Дегенмен, бұл пайдалану сценарийлерінің нақтылануы әлі анықталған жоқ. Қосымша растау.
(8) салқындатқыш су жүйесі
Судың электролиз процесі эндотермиялық реакция болып табылады. Сутегін өндіру процесі электр энергиясымен қамтамасыз етілуі керек. Дегенмен, су электролизі процесінде тұтынылатын электр энергиясы судың электролиз реакциясының теориялық жылу сіңіруінен асып түседі. Яғни, электролизер пайдаланатын электр энергиясының бір бөлігі жылуға айналады. Бұл бөлік Жылу негізінен сілтінің айналу жүйесін бастапқыда қыздыру үшін пайдаланылады, осылайша сілті ерітіндісінің температурасы жабдыққа қажетті 90±5°C температура диапазонына дейін көтеріледі. Егер электролизер номиналды температураға жеткеннен кейін жұмысын жалғастырса, түзілетін жылуды пайдалану қажет Электролиз реакциясы аймағының қалыпты температурасын сақтау үшін салқындатқыш су шығарылады. Электролиз реакциясы аймағындағы жоғары температура энергия шығынын азайтуы мүмкін, бірақ егер температура тым жоғары болса, электролиз камерасының мембранасы бұзылады, бұл жабдықтың ұзақ мерзімді жұмысына да зиянын тигізеді.
Бұл құрылғы жұмыс температурасын 95°C аспайтын деңгейде ұстауды талап етеді. Сонымен қатар, пайда болған сутегі мен оттегі де салқындатылуы және ылғалдандырылуы керек, сумен салқындатылатын кремниймен басқарылатын түзеткіш құрылғы да қажетті салқындату құбырларымен жабдықталған.
Үлкен жабдықтың сорғы корпусы да салқындатқыш судың қатысуын талап етеді.
(9) Азотты толтыру және азотты тазарту жүйесі
Құрылғыны жөндеу және пайдалану алдында ауа өткізбейтіндігін тексеру үшін жүйені азотпен толтыру керек. Қалыпты іске қосу алдында жүйенің газ фазасын да сутегі мен оттегінің екі жағындағы газ фазасы кеңістігіндегі газ жанғыш және жарылғыш аймақтан алыс болуын қамтамасыз ету үшін азотпен тазарту қажет.
Жабдық өшірілгеннен кейін басқару жүйесі қысымды автоматты түрде ұстап тұрады және жүйе ішінде сутегі мен оттегінің белгілі бір мөлшерін сақтайды. Жабдық қосылған кезде қысым әлі де табылса, тазалауды орындаудың қажеті жоқ. Дегенмен, барлық қысым жойылса, оны қайтадан тазарту қажет болады. Азотты тазарту әрекеті.
(10) Сутегімен кептіру (тазарту) жүйесі (міндетті емес)
Су электролизінен алынған сутегі параллель кептіргіште ылғалдандырылады, соңында құрғақ сутегін алу үшін агломерленген никельді түтік сүзгісі арқылы тозаңданады. (Пайдаланушының өнім сутегіне қойылатын талаптарына сәйкес жүйе тазарту құрылғысын қосуы мүмкін, ал тазартуда палладий-платина биметаллдық каталитикалық тотықсыздандыру қолданылады).
Су электролизі сутегі өндіру құрылғысы арқылы өндірілген сутегі буферлік резервуар арқылы сутегі тазарту құрылғысына жіберіледі.
Сутегі алдымен оттегін кетіру мұнарасынан өтеді. Катализатордың әсерінен сутегідегі оттегі сутегімен әрекеттесіп, су түзеді.
Реакция формуласы: 2H2+O2 2H2O.
Содан кейін сутегі сутегі конденсаторы арқылы өтеді (ол газдағы су буын конденсациялау үшін газды суытып, суды тудырады, ал конденсацияланған су сұйықтық коллекторы арқылы жүйеден автоматты түрде шығарылады) және адсорбция мұнарасына түседі.
Хабарлама уақыты: 14 мамыр 2024 ж
