электролитсутегіөндірістік қондырғы су электролизінің толық жиынтығын қамтидысутегіөндірістік жабдықтар, оның ішінде негізгі жабдықтар:
1. Электролиттік жасуша
2. Газ сұйықтығын бөлу құрылғысы
3. Кептіру және тазарту жүйесі
4. Электрлік бөлікке мыналар кіреді: трансформатор, түзеткіш шкаф, PLC басқару шкафы, аспаптар шкафы, тарату шкафы, жоғарғы компьютер және т.б.
5. Көмекші жүйеге негізінен мыналар кіреді: сілтілі ерітіндіге арналған резервуар, шикізатқа арналған суға арналған резервуар, қосымша су сорғысы, азот цилиндрі/шинасы және т.б./ 6. Жабдықтың жалпы қосалқы жүйесіне: таза су машинасы, салқындатқыш мұнарасы, салқындатқыш, ауа компрессоры және т.б
сутегі және оттегі салқындатқыштары, ал суды басқару жүйесінің бақылауымен жіберу алдында тамшылатқышпен жинайды; Электролит арқылы өтедісутегіжәне оттегі сілті сүзгілері, сутегі және оттегі сілті салқындатқыштары тиісінше айналым сорғысының әсерінен, содан кейін әрі қарай электролиз үшін электролиттік ұяшыққа оралады.
Жүйенің қысымы қысымды басқару жүйесімен және дифференциалды қысымды басқару жүйесімен төменгі ағындық процестер мен сақтау талаптарын қанағаттандыру үшін реттеледі.
Судың электролизі арқылы алынған сутегі жоғары тазалық пен төмен қоспалардың артықшылығына ие. Әдетте, судың электролизі нәтижесінде пайда болатын сутегі газының құрамындағы қоспалар тек оттегі мен су болып табылады, басқа компоненттері жоқ (бұл белгілі бір катализаторлардың улануын болдырмайды). Бұл жоғары таза сутегі газын өндіруге ыңғайлылықты қамтамасыз етеді және тазартылған газ электронды сыныпты өнеркәсіптік газдардың стандарттарына жауап бере алады.
Сутегі өндіру блогы өндіретін сутегі жүйенің жұмыс қысымын тұрақтандыру және одан әрі сутегінен бос суды шығару үшін буферлік резервуардан өтеді.
Сутегін тазарту құрылғысына кіргеннен кейін сутегі электролизі нәтижесінде алынған сутегі сутегінен оттегін, суды және басқа қоспаларды кетіру үшін каталитикалық реакция және молекулалық електен адсорбциялау принциптерін қолдана отырып, одан әрі тазартылады.
Жабдық нақты жағдайға сәйкес сутегі өндірісін автоматты реттеу жүйесін орната алады. Газ жүктемесінің өзгеруі сутегі қоймасының қысымының ауытқуын тудырады. Сақтау резервуарында орнатылған қысым таратқышы бастапқы орнатылған мәнмен салыстыру үшін PLC-ге 4-20 мА сигнал шығарады, ал кері түрлендіру мен PID есептегеннен кейін өлшемді реттеу үшін түзеткіш шкафқа 20-4 мА сигнал шығарады. электролиз тогы, осылайша сутегі жүктемесінің өзгеруіне сәйкес сутегі өндірісін автоматты реттеу мақсатына қол жеткізу.
Судың электролизі арқылы сутегін алу процесіндегі жалғыз реакция су (H2O) болып табылады, ол суды толтыратын сорғы арқылы шикі сумен үздіксіз қамтамасыз етілуі керек. Толықтыру орны сутегі немесе оттегі сепараторында орналасқан. Сонымен қатар, сутегі мен оттегі жүйеден шыққан кезде аз мөлшерде суды алып тастауы керек. Суды аз тұтынатын жабдық 1л/Нм³ H2 тұтынуы мүмкін, ал үлкенірек жабдық оны 0,9Л/Нм³ H2-ге дейін азайтады. Жүйе сілтілі сұйықтық деңгейі мен концентрациясының тұрақтылығын сақтай алатын шикі суды үздіксіз толтырады. Ол сондай-ақ сілтілі ерітіндінің концентрациясын сақтау үшін реакцияға түскен суды дер кезінде толтыра алады.
- Трансформатордың түзеткіш жүйесі
Бұл жүйе негізінен екі құрылғыдан, трансформатордан және түзеткіш шкафтан тұрады. Оның негізгі функциясы – алдыңғы қатардағы иесі беретін 10/35 кВ айнымалы ток қуатын электролиттік ұяшыққа қажетті тұрақты ток қуатына түрлендіру және электролиттік ұяшыққа тұрақты ток қуатын беру. Берілген қуаттың бір бөлігі су молекулаларын сутегі мен оттегіге тікелей ыдыратуға жұмсалады, ал екінші бөлігі салқындатқыш су арқылы сілтілі салқындатқыш арқылы жүзеге асырылатын жылуды тудырады.
Трансформаторлардың көпшілігі майлы түрге жатады. Үй ішінде немесе контейнердің ішіне орналастырылса, құрғақ түрдегі трансформаторларды пайдалануға болады. Электролиттік судағы сутегі өндірісі үшін қолданылатын трансформаторлар әрбір электролиттік элементтің деректеріне сәйкес сәйкестендірілген арнайы трансформаторлар болып табылады, сондықтан олар теңшелген жабдық болып табылады.
Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын түзеткіш шкаф - бұл тиристорлық түрі, оны ұзақ пайдалану мерзімі, жоғары тұрақтылық және төмен бағаға байланысты жабдық өндірушілері қолдайды. Дегенмен, ауқымды жабдықты жаңартылатын энергия көздеріне бейімдеу қажеттілігіне байланысты тиристорлық түзеткіш шкафтардың түрлендіру тиімділігі салыстырмалы түрде төмен. Қазіргі уақытта әртүрлі түзеткіш шкафтарды өндірушілер жаңа IGBT түзеткіш шкафтарын қабылдауға ұмтылуда. IGBT жел энергетикасы сияқты басқа салаларда өте кең таралған және IGBT түзеткіш шкафтары болашақта айтарлықтай дамуға ие болады деп саналады.
- Тарату шкафының жүйесі
Тарату шкафы негізінен 400 В немесе әдетте 380 В жабдық деп аталатын электролиттік су сутегі өндіру жабдығының артындағы сутегі оттегін бөлу және тазарту жүйесіндегі қозғалтқыштары бар әртүрлі компоненттерді қуатпен қамтамасыз ету үшін қолданылады. Жабдықтың құрамына сутегі оттегін бөлу қаңқасындағы сілтілі циркуляциялық сорғы және қосалқы жүйедегі қосымша су сорғысы кіреді; Кептіру және тазарту жүйесіндегі жылыту сымдарын электрмен жабдықтау, сондай-ақ таза су машиналары, салқындатқыштар, ауа компрессорлары, салқындату мұнаралары және артқы сутегі компрессорлары, гидрлеу машиналары және т.б. сияқты бүкіл жүйеге қажетті қосалқы жүйелер. ., сонымен қатар бүкіл станцияны жарықтандыру, бақылау және басқа жүйелер үшін қуат көзін қамтиды.
- Control жүйесі
Басқару жүйесі PLC автоматты басқаруын жүзеге асырады. PLC әдетте Siemens 1200 немесе 1500 қолданады және адам мен машина әрекеттесу интерфейсінің сенсорлық экранымен жабдықталған. Жабдықтың әрбір жүйесінің жұмысы мен параметрлерін көрсету, сондай-ақ басқару логикасын көрсету сенсорлық экранда жүзеге асырылады.
5. Сілті ерітінділерінің циркуляциялық жүйесі
Бұл жүйе негізінен келесі негізгі жабдықты қамтиды:
Сутегі оттегі сепараторы – Сілті ерітіндісінің циркуляциялық сорғы – Клапан – Сілті ерітіндісінің сүзгісі – Электролиттік элемент
Негізгі процесс келесідей: сутегі оттегі сепараторындағы сутегімен және оттегімен араласқан сілтілі ерітінді газ-сұйықтық сепараторымен бөлініп, сілтілі ерітіндінің циркуляциялық сорғысына қайтарылады. Мұнда сутегі сепараторы мен оттегі сепараторы жалғанған, ал сілтілі ерітіндінің циркуляциялық сорғы кері ағынды сілтілі ерітіндіні клапанға және артқы жағындағы сілтілі ерітінді сүзгісіне айналдырады. Сүзгі үлкен қоспаларды сүзгіден өткізгеннен кейін, сілтілі ерітінді электролиттік элементтің ішкі жағына айналады.
6.Сутегі жүйесі
Сутегі газы катодты электрод жағынан түзіліп, сілтілі ерітіндінің айналу жүйесімен бірге сепараторға жетеді. Сепаратордың ішінде сутегі газы салыстырмалы түрде жеңіл және сілтілі ерітіндіден табиғи түрде бөлініп, сепаратордың жоғарғы бөлігіне жетеді. Содан кейін ол әрі қарай бөлу үшін құбырлар арқылы өтеді, салқындатқыш сумен салқындатылады және артқы жағындағы кептіру және тазарту жүйесіне жеткенге дейін шамамен 99% тазалыққа жету үшін тамшылатып жинағышпен жиналады.
Эвакуация: Сутегі газын эвакуациялау негізінен іске қосу және тоқтату кезеңдерінде, қалыпты емес жұмыс кезінде немесе тазалығы стандарттарға сәйкес келмегенде, сондай-ақ ақаулықтарды жою үшін қолданылады.
7. Оттегі жүйесі
Оттегінің өту жолы сутегіге ұқсас, тек ол әртүрлі сепараторларда жүзеге асырылады.
Босату: Қазіргі уақытта жобалардың көпшілігі оттегін босату әдісін қолданады.
Пайдалану: Оттегінің кәдеге жарату мәні тек талшықты-оптикалық өндірушілер сияқты сутегін де, жоғары таза оттегін де пайдалана алатын қолданбалар сияқты арнайы жобаларда ғана маңызды. Сондай-ақ, оттегін кәдеге жарату үшін орын сақтаған кейбір ірі жобалар бар. Қолдану сценарийлері кептіру және тазартудан кейін сұйық оттегін өндіруге немесе дисперсиялық жүйелер арқылы медициналық оттегіге арналған. Дегенмен, осы пайдалану сценарийлерінің дәлдігі әлі де қосымша растауды қажет етеді.
8. Салқындатқыш су жүйесі
Судың электролиз процесі эндотермиялық реакция болып табылады, ал сутегі өндіру процесі электр энергиясымен қамтамасыз етілуі керек. Бірақ су электролизі процесінде тұтынылатын электр энергиясы судың электролиз реакциясының теориялық жылу сіңіруінен асып түседі. Басқаша айтқанда, электролиз элементінде қолданылатын электр энергиясының бір бөлігі жылуға айналады, ол негізінен сілтілі ерітіндінің температурасын 90 ± 5 қажетті температура диапазонына дейін көтере отырып, бастапқыда сілтілі ерітіндінің циркуляция жүйесін қыздыруға жұмсалады. ℃ жабдық үшін. Егер электролиз элементі номиналды температураға жеткеннен кейін жұмысын жалғастырса, электролиз реакциясы аймағының қалыпты температурасын сақтау үшін өндірілген жылуды салқындату суымен жүзеге асыру қажет. Электролиз реакциясы аймағындағы жоғары температура энергия шығынын азайтуы мүмкін, бірақ егер температура тым жоғары болса, электролиз камерасының диафрагмасы зақымдалады, бұл жабдықтың ұзақ мерзімді жұмысына да зиянын тигізеді.
Бұл құрылғы үшін оңтайлы жұмыс температурасы 95 ℃ аспауы керек. Сонымен қатар, түзілетін сутегі мен оттегі де салқындату және ылғалдандыру қажет, сумен салқындатылған тиристор түзеткіш құрылғысы да қажетті салқындату құбырларымен жабдықталған.
Үлкен жабдықтың сорғы корпусы да салқындатқыш судың қатысуын талап етеді.
- Азотты толтыру және азотты тазарту жүйесі
Құрылғыны жөндеу және пайдалану алдында жүйеде азот өткізбейтіндігін тексеру қажет. Қалыпты іске қосу алдында, сонымен қатар сутегі мен оттегінің екі жағындағы газ фазасы кеңістігіндегі газ жанғыш және жарылыс қауіпті аймақтан алыс болуын қамтамасыз ету үшін жүйенің газ фазасын азотпен тазарту қажет.
Жабдық өшірілгеннен кейін басқару жүйесі қысымды автоматты түрде ұстап тұрады және жүйе ішінде сутегі мен оттегінің белгілі бір мөлшерін сақтайды. Іске қосу кезінде қысым әлі де болса, тазарту әрекетін орындаудың қажеті жоқ. Дегенмен, қысым толығымен жойылса, азотты тазарту әрекетін қайтадан орындау қажет.
- Сутегін кептіру (тазарту) жүйесі (міндетті емес)
Су электролизінен дайындалған сутегі газы параллель кептіргіште ылғалдан тазартылады, соңында құрғақ сутегі газын алу үшін агломерленген никельді түтік сүзгісі арқылы тазартылады. Пайдаланушының өнім сутегіне қойылатын талаптарына сәйкес жүйе тазарту үшін палладий платина биметаллдық каталитикалық отсыздандыруды пайдаланатын тазарту құрылғысын қосуы мүмкін.
Су электролизі сутегі өндіру қондырғысы өндіретін сутегі буферлік резервуар арқылы сутегі тазарту қондырғысына жіберіледі.
Сутегі газы алдымен оттексіздендіру мұнарасынан өтеді, ал катализатордың әсерінен сутегі газының құрамындағы оттегі сутек газымен әрекеттесіп, су түзеді.
Реакция формуласы: 2H2+O2 2H2O.
Содан кейін сутегі газы сутегі конденсаторы арқылы өтеді (ол су буын суға конденсациялау үшін газды салқындатады, ол коллектор арқылы жүйеден тыс автоматты түрде шығарылады) және адсорбциялық мұнараға түседі.
Жіберу уақыты: 03 желтоқсан 2024 ж
