Электралітычнывадародвытворчая ўстаноўка ўключае ў сябе поўны набор электралізу вадывадародвытворчае абсталяванне, з асноўным абсталяваннем, уключаючы:
1. Электралітычная ячэйка
2. Прылада для падзелу газу і вадкасці
3. Сістэма сушкі і ачысткі
4. Электрычная частка ўключае ў сябе: трансфарматар, шафа выпрамніка, шафа кіравання ПЛК, прыборная шафа, размеркавальная шафа, верхні кампутар і г.д.
5. Дапаможная сістэма ў асноўным уключае ў сябе: бак для раствора шчолачы, бак для сыравіны, помпа для падліўкі, азотны цыліндр/шыну і г.д. паветраны кампрэсар і інш
ахаладжальнікі вадароду і кіслароду, а вада збіраецца капезаборнікам перад адпраўкай пад кантроль сістэмы кіравання; Электраліт праходзіцьвадароді кіслародныя шчолачныя фільтры, вадародныя і кіслародныя шчолачныя ахаладжальнікі адпаведна пад дзеяннем цыркуляцыйнага помпы, а затым вяртаецца ў электралітычную ячэйку для далейшага электролізу.
Ціск у сістэме рэгулюецца сістэмай кантролю ціску і сістэмай кантролю перападу ціску, каб адпавядаць патрабаванням наступных працэсаў і захоўвання.
Вадарод, атрыманы пры электролізе вады, мае такія перавагі, як высокая чысціня і нізкі ўзровень прымешак. Звычайна прымешкі ў вадародзе, які ўтвараецца пры электролізе вады, складаюцца толькі з кіслароду і вады без іншых кампанентаў (што дазваляе пазбегнуць атручвання некаторых каталізатараў). Гэта забяспечвае зручнасць вытворчасці вадароду высокай чысціні, а вычышчаны газ можа адпавядаць стандартам прамысловых газаў электроннага класа.
Вадарод, які выпрацоўваецца ўстаноўкай вытворчасці вадароду, праходзіць праз буферны бак для стабілізацыі працоўнага ціску ў сістэме і далейшага выдалення свабоднай вады з вадароду.
Пасля паступлення ў прыладу для ачысткі вадароду вадарод, атрыманы пры электролізе вады, дадаткова ачышчаецца з выкарыстаннем прынцыпаў каталітычнай рэакцыі і адсорбцыі на малекулярных сітах для выдалення кіслароду, вады і іншых прымешак з вадароду.
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 назапашвальніку, будзе выводзіць сігнал 4-20 мА ў ПЛК для параўнання з першапачатковым зададзеным значэннем, а пасля зваротнага пераўтварэння і разліку PID выводзіць сігнал 20-4 мА ў шафу выпрамніка для рэгулявання памеру току электролізу, тым самым дасягаючы мэты аўтаматычнага рэгулявання вытворчасці вадароду ў адпаведнасці са зменамі нагрузкі вадароду.
Адзінай рэакцыяй у працэсе вытворчасці вадароду з дапамогай электролізу вады з'яўляецца вада (H2O), якая павінна бесперапынна паступаць з сырой вадой праз помпа папаўнення вады. Пазіцыя папаўнення размешчана на сепаратары вадароду або кіслароду. Акрамя таго, вадарод і кісларод павінны забраць невялікая колькасць вады пры выхадзе з сістэмы. Абсталяванне з нізкім спажываннем вады можа спажываць 1 л/Нм ³ H2, у той час як больш буйное абсталяванне можа паменшыць яго да 0,9 л/Нм ³ H2. Сістэма бесперапынна папаўняе сырую ваду, якая можа падтрымліваць стабільнасць ўзроўню і канцэнтрацыі шчолачнай вадкасці. Ён таксама можа своечасова папаўняць ваду, якая адрэагавала, каб падтрымліваць канцэнтрацыю шчолачнага раствора.
- Трансфарматарная сістэма выпрамніка
Гэтая сістэма ў асноўным складаецца з двух прылад, трансфарматара і шафы выпрамніка. Яго асноўная функцыя заключаецца ў пераўтварэнні энергіі пераменнага току 10/35 кВ, якая забяспечваецца ўладальнікам інтэрфейсу, у магутнасць пастаяннага току, неабходнай для электралітычнай ячэйкі, і падача сілкавання пастаяннага току ў электралітычную ячэйку. Частка падаванай магутнасці выкарыстоўваецца для непасрэднага раскладання малекул вады на вадарод і кісларод, а іншая частка выпрацоўвае цяпло, якое ажыццяўляецца ахаладжальнікам шчолачы праз астуджальную ваду.
Большасць трансфарматараў алейнага тыпу. Пры размяшчэнні ў памяшканні або ўнутры кантэйнера можна выкарыстоўваць сухія трансфарматары. Трансфарматары, якія выкарыстоўваюцца для электралітычнага абсталявання для вытворчасці вадароду ў вадзе, з'яўляюцца спецыяльнымі трансфарматарамі, якія неабходна падабраць у адпаведнасці з дадзенымі кожнай электралітычнай ячэйкі, таму яны з'яўляюцца індывідуальным абсталяваннем.
У цяперашні час найбольш часта выкарыстоўваным выпрамніковым шафай з'яўляецца тырыстарны тып, які падтрымліваецца вытворцамі абсталявання дзякуючы доўгаму часу выкарыстання, высокай стабільнасці і нізкай цане. Аднак з-за неабходнасці адаптацыі буйнагабарытнага абсталявання да ўваходных аднаўляльных крыніц энергіі эфектыўнасць пераўтварэння ў шафах тырыстарнага выпрамніка адносна нізкая. У цяперашні час розныя вытворцы выпрамніковых шафаў імкнуцца прыняць новыя выпрамнільныя шафы IGBT. IGBT ужо вельмі распаўсюджаны ў іншых галінах, такіх як ветраэнергетыка, і лічыцца, што шафы выпрамнікоў IGBT атрымаюць значнае развіццё ў будучыні.
- Сістэма размеркавальных шаф
Размеркавальны шафа ў асноўным выкарыстоўваецца для падачы энергіі на розныя кампаненты з рухавікамі ў сістэме падзелу і ачысткі кіслароду вадароду за абсталяваннем для электралітычнай вытворчасці вадароду, у тым ліку абсталяваннем 400 В або 380 В. Абсталяванне ўключае шчолачны цыркуляцыйны помпа ў вадародна-кіслароднай сепарацыі і помпа падліўкі ў дапаможнай сістэме; Электрасілкаванне для награвальных правадоў у сістэме сушкі і ачысткі, а таксама дапаможных сістэм, неабходных для ўсёй сістэмы, такіх як машыны для ачысткі вады, ахаладжальнікі, паветраныя кампрэсары, градзірні, а таксама вадародныя кампрэсары, гідрагенізуючыя машыны і г.д. ., таксама ўключае электразабеспячэнне асвятлення, кантролю і іншых сістэм усёй станцыі.
- Cінтрал сістэма
Сістэма кіравання рэалізуе аўтаматычнае кіраванне PLC. ПЛК звычайна прымае Siemens 1200 або 1500 і абсталяваны сэнсарным экранам інтэрфейсу чалавека-машыны. Праца і адлюстраванне параметраў кожнай сістэмы абсталявання, а таксама адлюстраванне логікі кіравання рэалізуюцца на сэнсарным экране.
5. Сістэма цыркуляцыі раствора шчолачы
Гэтая сістэма ў асноўным уключае наступнае асноўнае абсталяванне:
Вадародна-кіслародны сепаратар – Цыркуляцыйны помпа шчолачнага раствора – Клапан – Фільтр шчолачнага раствора – Электралітычная ячэйка
Асноўны працэс заключаецца ў наступным: шчолачны раствор, змешаны з вадародам і кіслародам у вадародна-кіслародным сепаратары, аддзяляецца газава-вадкасным сепаратарам і скідаецца з зваротным халадзільнікам у цыркуляцыйны помпа шчолачнага раствора. Тут падлучаны сепаратар вадароду і сепаратар кіслароду, а цыркуляцыйны помпа шчолачнага раствора цыркулюе шчолачны раствор з зваротным халадзільнікам да клапана і фільтра шчолачнага раствора ў задняй частцы. Пасля таго, як фільтр адфільтруе буйныя прымешкі, шчолачны раствор цыркулюе ўнутр электралітычнай ячэйкі.
6.Вадародная сістэма
Газападобны вадарод утвараецца з боку катоднага электрода і дасягае сепаратара разам з сістэмай цыркуляцыі шчолачнага раствора. Унутры сепаратара вадарод адносна лёгкі і натуральным чынам аддзяляецца ад шчолачнага раствора, дасягаючы верхняй часткі сепаратара. Затым ён праходзіць па трубаправодах для далейшага падзелу, астуджаецца астуджаючай вадой і збіраецца кроплеуловителем для дасягнення чысціні каля 99 %, перш чым патрапіць у заднюю сістэму сушкі і ачысткі.
Эвакуацыя: эвакуацыя вадароду ў асноўным выкарыстоўваецца ў перыяды запуску і адключэння, ненармальных аперацый або калі чысціня не адпавядае стандартам, а таксама для ліквідацыі непаладак.
7. Кіслародная сістэма
Шлях кіслароду падобны да вадароду, за выключэннем таго, што ён ажыццяўляецца ў іншых сепаратарах.
Апаражненне: у цяперашні час большасць праектаў выкарыстоўвае метад апаражнення кіслароду.
Выкарыстанне: каэфіцыент выкарыстання кіслароду мае значэнне толькі ў спецыяльных праектах, напрыклад, у праграмах, якія могуць выкарыстоўваць як вадарод, так і кісларод высокай чысціні, напрыклад, у вытворцаў оптавалаконнай сувязі. Ёсць таксама некалькі буйных праектаў, якія зарэзервавалі месца для выкарыстання кіслароду. Бэкэнд-сцэнары прымянення прызначаны для вытворчасці вадкага кіслароду пасля сушкі і ачысткі або для медыцынскага кіслароду праз дысперсійныя сістэмы. Аднак дакладнасць гэтых сцэнарыяў выкарыстання ўсё яшчэ патрабуе дадатковага пацверджання.
8. Сістэма астуджэння вады
Працэс электролізу вады - гэта эндатэрмічная рэакцыя, і працэс вытворчасці вадароду павінен забяспечвацца электрычнай энергіяй. Аднак электрычная энергія, якая спажываецца ў працэсе электролізу вады, перавышае тэарэтычнае цеплапаглынанне рэакцыі электролізу вады. Іншымі словамі, частка электраэнергіі, якая выкарыстоўваецца ў электролізнай ячэйцы, пераўтворыцца ў цяпло, якое ў асноўным выкарыстоўваецца для нагрэву сістэмы цыркуляцыі шчолачнага раствора ў пачатку, павышаючы тэмпературу шчолачнага раствора да патрабаванага дыяпазону тэмператур 90 ± 5 ℃ для абсталявання. Калі электролізная ячэйка працягвае працаваць пасля дасягнення намінальнай тэмпературы, для падтрымання нармальнай тэмпературы ў зоне рэакцыі электролізу неабходна адводзіць вылучанае цяпло астуджаючай вадой. Высокая тэмпература ў зоне рэакцыі электролізу можа паменшыць спажыванне энергіі, але калі тэмпература занадта высокая, дыяфрагма камеры электролізу будзе пашкоджана, што таксама будзе шкодна для працяглай працы абсталявання.
Аптымальная рабочая тэмпература для гэтай прылады павінна быць не вышэй за 95 ℃. Акрамя таго, атрыманы вадарод і кісларод таксама неабходна астудзіць і асушыць, а тырыстарны выпрамнік з вадзяным астуджэннем таксама абсталяваны неабходнымі астуджальнымі трубаправодамі.
Корпус помпы буйнагабарытнай тэхнікі таксама патрабуе ўдзелу астуджальнай вады.
- Сістэма напаўнення і прадзьмуху азотам
Перад адладкай і эксплуатацыяй прылады неабходна правесці тэст на герметычнасць азоту. Перад звычайным запускам таксама неабходна прадзьмуць газавую фазу сістэмы азотам, каб пераканацца, што газ у газафазнай прасторы па абодва бакі ад вадароду і кіслароду знаходзіцца далёка ад гаручага і выбуханебяспечнага дыяпазону.
Пасля адключэння абсталявання сістэма кіравання будзе аўтаматычна падтрымліваць ціск і ўтрымліваць пэўную колькасць вадароду і кіслароду ўнутры сістэмы. Калі ціск усё яшчэ прысутнічае падчас запуску, няма неабходнасці выконваць ачыстку. Аднак, калі ціск цалкам скідаецца, трэба зноў правесці ачыстку азотам.
- Сістэма вадароднай сушкі (ачысткі) (дадаткова)
Газападобны вадарод, атрыманы ў выніку электролізу вады, асушаецца з дапамогай паралельнай сушылкі і канчаткова ачышчаецца фільтрам з спечанай нікелевай трубкі для атрымання сухога газападобнага вадароду. У адпаведнасці з патрабаваннямі карыстальніка да прадукту вадароду сістэма можа дадаць прыладу ачысткі, якая выкарыстоўвае для ачысткі біметалічную каталітычную дэзаксігенацыю паладыю і плаціны.
Вадарод, які атрымліваецца пры электролізе вады, накіроўваецца ў ачыстку вадароду праз буферны бак.
Вадарод спачатку праходзіць праз вежу дэзаксігенацыі, і 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 ваду, якая аўтаматычна выводзіцца за межы сістэмы праз калектар) і паступае ў адсорбцыйную вежу.
Час публікацыі: 3 снежня 2024 г
