Блок вытворчасці вадароду па электралізу ўключае ў сябе поўны камплект абсталявання для вытворчасці вадароду па электралізу вады. Асноўнае абсталяванне:
1. Электралізатар
2. Прылада для падзелу газу і вадкасці
3. Сістэма сушкі і ачысткі
4. Электрычная частка ўключае ў сябе: трансфарматар, шафу выпрамніка, шафу кіравання праграмамі PLC, шафу прыбораў, шафу размеркавання электраэнергіі, галоўны кампутар і г.д.
5. Дапаможная сістэма ў асноўным уключае: бак для шчолачы, бак для сыравіны, помпа для падачы вады, бутэльку з азотам/шыну і г.д.
6. Агульная дапаможная сістэма абсталявання ўключае ў сябе: машыну для чыстай вады, ахаладжальную вежу, ахаладжальнік, паветраны кампрэсар і г.д.
У агрэгаце электралітычнай вытворчасці вадароду ў электралізеры пад дзеяннем пастаяннага току вада раскладаецца на адну частку вадароду і 1/2 часткі кіслароду. Атрыманыя вадарод і кісларод накіроўваюцца ў газавадкасны сепаратар разам з электралітам для падзелу. Вадарод і кісларод астуджаюцца ахаладжальнікамі вадароду і кіслароду, каплеуловитель ўлоўлівае і выдаляе ваду, а затым адпраўляецца пад кіраваннем сістэмы кіравання; электраліт праходзіць праз вадародны, кіслародны шчолачны фільтр, вадародны, кіслародны шчолачны фільтр і г. д. пад дзеяннем цыркуляцыйнага помпы. ахаладжальнік вадкасці, а затым вярніцеся ў электролізатар для працягу электролізу.
Ціск у сістэме рэгулюецца з дапамогай сістэмы кантролю ціску і сістэмы кантролю перападу ціску ў адпаведнасці з патрабаваннямі наступных працэсаў і захоўвання.
Вадарод, атрыманы пры электролізе вады, мае такія перавагі, як высокая чысціня і мала прымешак. Звычайна прымешкамі ў вадародзе, які ўтвараецца пры электролізе вады, з'яўляюцца толькі кісларод і вада, а не іншыя кампаненты (што дазваляе пазбегнуць атручвання некаторых каталізатараў), што забяспечвае зручнасць атрымання вадароду высокай чысціні. , пасля ачысткі атрыманы газ можа дасягнуць паказчыкаў прамысловага газу электроннага класа.
Вадарод, які выпрацоўваецца прыладай для вытворчасці вадароду, праходзіць праз буферны бак для стабілізацыі працоўнага ціску ў сістэме і далейшага выдалення свабоднай вады ў вадародзе.
Пасля таго, як вадарод паступае ў прыладу для ачысткі вадароду, вадарод, атрыманы пры электролізе вады, дадаткова ачышчаецца, а кісларод, вада і іншыя прымешкі ў вадародзе выдаляюцца з выкарыстаннем прынцыпаў каталітычнай рэакцыі і адсорбцыі на малекулярных сітах.
Абсталяванне можа наладзіць аўтаматычную сістэму рэгулявання вытворчасці вадароду ў адпаведнасці з рэальнай сітуацыяй. Змены ў загрузцы газу прывядуць да ваганняў ціску ў рэзервуары для захоўвання вадароду. Датчык ціску, усталяваны на рэзервуары для захоўвання, будзе выдаваць сігнал 4-20 мА і адпраўляць яго ў ПЛК. Пасля параўнання зыходнага зададзенага значэння і выканання зваротнага пераўтварэння і разліку PID сігнал 20~4 мА выводзіцца і адпраўляецца ў шафу выпрамніка для рэгуляваць велічыню току электролізу, тым самым дасягаючы мэты аўтаматычнага рэгулявання вытворчасці вадароду ў адпаведнасці са зменамі вадароднай нагрузкі.
Абсталяванне для вытворчасці вадароду пры электролізе шчолачнай вады ў асноўным уключае наступныя сістэмы:
(1)Сістэма водазабеспячэння сыравіны
Адзінае, што ўступае ў рэакцыю ў працэсе вытворчасці вадароду пры электролізе вады, - гэта вада (H2O), якую неабходна бесперапынна папаўняць сырой вадой праз помпа для папаўнення вады. Становішча папаўнення вады знаходзіцца на сепаратары вадароду або кіслароду. Акрамя таго, пры выхадзе з сістэмы павінна быць адведзена невялікая колькасць вадароду і кіслароду. вільгаці. Спажыванне вады невялікім абсталяваннем складае 1 л/Нм³H2, а вялікім абсталяваннем можна знізіць да 0,9 л/Нм³H2. Сістэма бесперапынна папаўняе сырую ваду. Дзякуючы папаўненню вады можна падтрымліваць стабільнасць ўзроўню шчолачнай вадкасці і канцэнтрацыі шчолачы, а рэакцыйны раствор можна своечасова папаўняць. вады для падтрымання канцэнтрацыі шчолаку.
2) Трансфарматарная сістэма выпрамніка
Гэтая сістэма ў асноўным складаецца з двух прылад: трансфарматара і шафы выпрамніка. Яго асноўная функцыя заключаецца ў пераўтварэнні электраэнергіі пераменнага току 10/35 кВ, якая забяспечваецца ўладальнікам інтэрфейсу, у магутнасць пастаяннага току, неабходнай для электралізера, і падача электраэнергіі пастаяннага току ў электралізер. Частка пададзенай энергіі выкарыстоўваецца для непасрэднага раскладання вады. Малекулы - гэта вадарод і кісларод, а іншая частка выпрацоўвае цяпло, якое адводзіцца ахаладжальнікам шчолаку праз астуджальную ваду.
Большасць трансфарматараў - алейныя. Пры размяшчэнні ў памяшканні або ўнутры кантэйнера можна выкарыстоўваць сухія трансфарматары. Трансфарматары, якія выкарыстоўваюцца ў электралітычным абсталяванні для вытворчасці вадароду ў вадзе, з'яўляюцца спецыяльнымі трансфарматарамі, і іх неабходна падабраць у адпаведнасці з дадзенымі кожнага электралізера, таму яны з'яўляюцца індывідуальным абсталяваннем.
(3) сістэмы размеркавання электраэнергіі кабінета
Шафа размеркавання электраэнергіі ў асноўным выкарыстоўваецца для падачы абсталявання 400 В або шырока вядомага як 380 В да розных кампанентаў з рухавікамі ў сістэмах падзелу і ачысткі вадароду і кіслароду за абсталяваннем для вытворчасці вадароду ў электралітычнай вадзе. Абсталяванне ўключае цыркуляцыю шчолачы ў рамцы падзелу вадароду і кіслароду. Помпы, помпы папаўнення вады ў дапаможных сістэмах; награвальныя драты ў сістэмах сушкі і ачысткі, а таксама дапаможныя сістэмы, неабходныя для ўсёй сістэмы, такія як машыны для ачысткі вады, ахаладжальнікі, паветраныя кампрэсары, градзірні і дадатковыя вадародныя кампрэсары, машыны для гідрагенізацыі і іншае абсталяванне. асвятленне, маніторынг і іншыя сістэмы ўсёй станцыі.
(4) сістэма кіравання
Сістэма кіравання рэалізуе аўтаматычнае кіраванне PLC. У ПЛК звычайна выкарыстоўваецца Siemens 1200 або 1500. Ён абсталяваны сэнсарным экранам інтэрфейсу ўзаемадзеяння чалавек-кампутар, і функцыянаванне і адлюстраванне параметраў кожнай сістэмы абсталявання і дысплей логікі кіравання рэалізуюцца на сэнсарным экране.
5) Сістэма цыркуляцыі шчолачы
Гэтая сістэма ў асноўным уключае наступнае асноўнае абсталяванне:
Сепаратар вадароду і кіслароду - шчолачны цыркуляцыйны помпа - клапан - шчолачны фільтр - электралізер
Асноўны працэс: шчолачная вадкасць, змешаная з вадародам і кіслародам у сепаратары вадароду і кіслароду, аддзяляецца газава-вадкасным сепаратарам, а затым цячэ назад у цыркуляцыйны помпа шчолачнай вадкасці. Тут злучаны сепаратар вадароду і сепаратар кіслароду, і цыркуляцыйны помпа шчолачнай вадкасці будзе скідваць з зваротным халадзільнікам. Шчолачная вадкасць цыркулюе да клапана і фільтра шчолачнай вадкасці ў задняй частцы. Пасля таго, як фільтр адфільтруе буйныя прымешкі, вадкасць шчолачы цыркулюе ўнутр электралізера.
(6) Вадародная сістэма
Вадарод выпрацоўваецца з боку катоднага электрода і дасягае сепаратара разам з сістэмай цыркуляцыі шчолачнай вадкасці. У сепаратары, паколькі вадарод сам па сабе адносна лёгкі, ён натуральным чынам аддзяляецца ад шчолачнай вадкасці і дасягае верхняй часткі сепаратара, а затым праходзіць праз трубаправод для далейшага аддзялення і астуджэння. Пасля вадзянога астуджэння каплеуловитель ўлоўлівае кроплі і дасягае чысціні каля 99%, якая дасягае задняй сістэмы сушкі і ачысткі.
Эвакуацыя: эвакуацыя вадароду ў асноўным выкарыстоўваецца для эвакуацыі падчас запуску і выключэння, ненармальнай працы або збою чысціні і эвакуацыі пры няспраўнасці.
(7) Кіслародная сістэма
Шлях для кіслароду падобны на шлях для вадароду, але ў іншым сепаратары.
Эвакуацыя: у цяперашні час большасць кіслародных праектаў апрацоўваецца эвакуацыяй.
Выкарыстанне: каэфіцыент выкарыстання кіслароду мае значэнне толькі ў спецыяльных праектах, такіх як некаторыя прыкладныя сцэнарыі, якія могуць выкарыстоўваць як вадарод, так і кісларод высокай чысціні, напрыклад, вытворцы аптычнага валакна. Ёсць таксама некалькі буйных праектаў, якія зарэзервавалі месца для выкарыстання кіслароду. Бэкэнд-сцэнары прымянення - гэта вытворчасць вадкага кіслароду пасля высушвання і ачысткі або выкарыстанне медыцынскага кіслароду праз дысперсійную сістэму. Аднак удакладненне гэтых сцэнарыяў выкарыстання яшчэ не вызначана. Далейшае пацверджанне.
(8) сістэма астуджэння вады
Працэс электролізу вады - гэта эндатэрмічная рэакцыя. Працэс вытворчасці вадароду павінен забяспечвацца электрычнай энергіяй. Аднак электрычная энергія, якая спажываецца ў працэсе электролізу вады, перавышае тэарэтычнае цеплапаглынанне рэакцыі электролізу вады. Гэта значыць, што частка электраэнергіі, якая выкарыстоўваецца электралізерам, ператвараецца ў цяпло. Гэтая частка цяпла ў асноўным выкарыстоўваецца для нагрэву сістэмы цыркуляцыі шчолачы ў пачатку, так што тэмпература раствора шчолачы падымаецца да тэмпературнага дыяпазону 90±5°C, які патрабуецца для абсталявання. Калі электралізер працягвае працаваць пасля дасягнення намінальнай тэмпературы, неабходна выкарыстаць выпрацаванае цяпло. Астуджальная вада падаецца для падтрымання нармальнай тэмпературы ў зоне рэакцыі электролізу. Высокая тэмпература ў зоне рэакцыі электролізу можа знізіць спажыванне энергіі, але калі тэмпература занадта высокая, мембрана камеры электролізу будзе разбурана, што таксама будзе шкодна для працяглай працы абсталявання.
Працоўная тэмпература гэтага прылады павінна падтрымлівацца не вышэй за 95°C. Акрамя таго, атрыманы вадарод і кісларод таксама неабходна астуджаць і асушваць, а крэмніевы выпрамнік з вадзяным астуджэннем таксама абсталяваны неабходнымі астуджальнымі трубаправодамі.
Корпус помпы буйнагабарытнай тэхнікі таксама патрабуе ўдзелу астуджальнай вады.
(9) Сістэма напаўнення і прадзьмуху азотам
Перад адладкай і эксплуатацыяй прылады неабходна запоўніць сістэму азотам для праверкі на герметычнасць. Перад звычайным запускам газавую фазу сістэмы таксама неабходна прадзьмуць азотам, каб пераканацца, што газ у газафазнай прасторы па абодва бакі ад вадароду і кіслароду знаходзіцца далей ад гаручага і выбуханебяспечнага дыяпазону.
Пасля адключэння абсталявання сістэма кіравання будзе аўтаматычна падтрымліваць ціск і ўтрымліваць пэўную колькасць вадароду і кіслароду ўнутры сістэмы. Калі пры ўключаным абсталяванні ціск па-ранейшаму знаходзіцца, прадуўку праводзіць не трэба. Аднак, калі ўвесь ціск будзе зняты, яго трэба будзе ачысціць зноў. Дзеянне ачысткі азотам.
(10) Сістэма вадароднай сушкі (ачысткі) (дадаткова)
Вадарод, атрыманы ў выніку электролізу вады, асушаецца з дапамогай паралельнай сушылкі і, нарэшце, ачышчаецца ад пылу фільтрам з нікелевай трубкі для атрымання сухога вадароду. (У адпаведнасці з патрабаваннямі карыстальніка да прадукту вадароду, сістэма можа дадаць прыладу ачысткі, і ачыстка выкарыстоўвае біметалічны паладый-плаціна каталітычнага раскіслення).
Вадарод, які ўтвараецца прыладай вытворчасці вадароду пры электролізе вады, накіроўваецца ў прыладу ачысткі вадароду праз буферны бак.
Вадарод спачатку праходзіць праз вежу дэзаксігенацыі. Пад дзеяннем каталізатара кісларод у вадародзе рэагуе з вадародам, утвараючы ваду.
Формула рэакцыі: 2H2+O2 2H2O.
Затым вадарод праходзіць праз вадародны кандэнсатар (які астуджае газ для кандэнсацыі вадзяной пары ў газе для атрымання вады, і кандэнсаваная вада аўтаматычна выводзіцца з сістэмы праз калектар вадкасці) і паступае ў адсорбцыйную вежу.
Час публікацыі: 14 мая 2024 г
