Kitengo cha uzalishaji wa hidrojeni ya electrolysis ni pamoja na seti kamili ya vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya electrolysis ya maji. Vifaa kuu ni:
1. Electrolyzer
2. Kifaa cha kutenganisha gesi-kioevu
3. Mfumo wa kukausha na utakaso
4. Sehemu ya umeme inajumuisha: transformer, baraza la mawaziri la kurekebisha, baraza la mawaziri la kudhibiti programu ya PLC, baraza la mawaziri la chombo, baraza la mawaziri la usambazaji wa nguvu, kompyuta ya jeshi, nk.
5. Mfumo wa msaidizi hasa unajumuisha: tank ya alkali, tank ya maji ya malighafi, pampu ya usambazaji wa maji, chupa ya nitrojeni / bar ya basi, nk.
6. Mfumo wa msaidizi wa jumla wa vifaa ni pamoja na: mashine ya maji safi, mnara wa maji ya baridi, chiller, compressor hewa, nk.
Katika kitengo cha uzalishaji wa hidrojeni ya elektroliti, maji hutengana katika sehemu moja ya hidrojeni na 1/2 sehemu ya oksijeni katika electrolyzer chini ya hatua ya sasa ya moja kwa moja. Hidrojeni na oksijeni inayozalishwa hutumwa kwa kitenganishi cha gesi-kioevu pamoja na elektroliti kwa ajili ya kutenganisha. Hidrojeni na Oksijeni hupozwa na vipoezaji vya hidrojeni na oksijeni, na mshikaji wa tone hushika na kuondoa maji, na kisha hutumwa chini ya udhibiti wa mfumo wa udhibiti; electrolyte hupita kupitia hidrojeni, chujio cha alkali ya oksijeni, hidrojeni, chujio cha alkali ya oksijeni, nk chini ya hatua ya pampu ya mzunguko. kioevu baridi na kisha kurudi kwa electrolyzer kuendelea electrolysis.
Shinikizo la mfumo hurekebishwa kupitia mfumo wa kudhibiti shinikizo na mfumo wa udhibiti wa shinikizo tofauti ili kukidhi mahitaji ya michakato na uhifadhi unaofuata.
Hydrojeni inayozalishwa na electrolysis ya maji ina faida ya usafi wa juu na uchafu mdogo. Kawaida, uchafu katika hidrojeni zinazozalishwa na electrolysis ya maji ni oksijeni na maji tu, na hakuna vipengele vingine (vinavyoweza kuepuka sumu ya baadhi ya vichocheo), ambayo hutoa urahisi kwa kuzalisha hidrojeni ya usafi wa juu. , baada ya utakaso, gesi inayozalishwa inaweza kufikia viashiria vya gesi ya viwanda vya daraja la elektroniki.
Hidrojeni inayozalishwa na kifaa cha kuzalisha hidrojeni hupitia tank ya buffer ili kuimarisha shinikizo la kazi la mfumo na kuondoa zaidi maji ya bure katika hidrojeni.
Baada ya hidrojeni kuingia kwenye kifaa cha utakaso wa hidrojeni, hidrojeni inayozalishwa na electrolysis ya maji husafishwa zaidi, na oksijeni, maji na uchafu mwingine katika hidrojeni huondolewa kwa kutumia kanuni za mmenyuko wa kichocheo na adsorption ya ungo wa Masi.
Vifaa vinaweza kuanzisha mfumo wa marekebisho ya moja kwa moja kwa ajili ya uzalishaji wa hidrojeni kulingana na hali halisi. Mabadiliko katika mzigo wa gesi yatasababisha kushuka kwa shinikizo la tank ya kuhifadhi hidrojeni. Kisambazaji shinikizo kilichowekwa kwenye tanki la kuhifadhi kitatoa ishara ya 4-20mA na kuituma kwa PLC na Baada ya kulinganisha thamani ya awali ya kuweka na kufanya mabadiliko ya kinyume na hesabu ya PID, ishara ya 20 ~ 4mA hutolewa na kutumwa kwa baraza la mawaziri la kurekebisha. kurekebisha ukubwa wa sasa wa electrolysis, na hivyo kufikia madhumuni ya marekebisho ya moja kwa moja ya uzalishaji wa hidrojeni kulingana na mabadiliko katika mzigo wa hidrojeni.
Vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya maji ya alkali ni pamoja na mifumo ifuatayo:
(1) Mfumo wa maji wa malighafi
Kitu pekee ambacho humenyuka katika mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni elektrolisisi ya maji ni maji (H2O), ambayo yanahitaji kujazwa mara kwa mara na maji ghafi kupitia pampu ya kujaza maji. Nafasi ya kujaza maji iko kwenye kitenganishi cha hidrojeni au oksijeni. Kwa kuongeza, kiasi kidogo cha hidrojeni na oksijeni lazima zichukuliwe wakati wa kuondoka kwenye mfumo. ya unyevu. Matumizi ya maji ya vifaa vidogo ni 1L/Nm³H2, na yale ya vifaa vikubwa yanaweza kupunguzwa hadi 0.9L/Nm³H2. Mfumo unaendelea kujaza maji ghafi. Kupitia ujazo wa maji, uthabiti wa kiwango cha kioevu cha alkali na ukolezi wa alkali unaweza kudumishwa, na suluhisho la mmenyuko linaweza kujazwa tena kwa wakati. ya maji ili kudumisha mkusanyiko wa lye.
2) Mfumo wa kurekebisha transfoma
Mfumo huu hasa una vifaa viwili: transformer na baraza la mawaziri la kurekebisha. Kazi yake kuu ni kubadilisha nguvu ya AC ya 10/35KV iliyotolewa na mmiliki wa mwisho wa mbele kuwa nishati ya DC inayohitajika na kieletroli, na kusambaza umeme wa DC kwa elektroliza. Sehemu ya nguvu inayotolewa hutumiwa kutenganisha maji moja kwa moja. Molekuli ni hidrojeni na oksijeni, na sehemu nyingine hutoa joto, ambalo hutolewa nje na baridi ya lye kupitia maji ya baridi.
Wengi wa transfoma ni aina ya mafuta. Ikiwa imewekwa ndani ya nyumba au ndani ya chombo, transfoma ya aina kavu inaweza kutumika. Transfoma zinazotumiwa katika vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya maji ya electrolytic ni transfoma maalum na zinahitaji kuendana kulingana na data ya kila electrolyzer, kwa hiyo ni vifaa vilivyoboreshwa.
(3) nguvu ya usambazaji baraza la mawaziri mfumo
Kabati ya usambazaji wa nguvu hutumiwa hasa kusambaza 400V au vifaa vinavyojulikana kama 380V kwa vipengele mbalimbali vilivyo na motors katika mifumo ya kutenganisha hidrojeni na oksijeni na utakaso nyuma ya vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya maji ya electrolytic. Vifaa vinajumuisha mzunguko wa alkali katika mfumo wa kutenganisha hidrojeni na oksijeni. Pampu, pampu za kujaza maji katika mifumo ya msaidizi; waya za kupokanzwa katika mifumo ya kukausha na utakaso, na mifumo ya msaidizi inayohitajika na mfumo mzima, kama vile mashine za maji safi, baridi, compressor za hewa, minara ya kupoeza, na compressor za hidrojeni za nyuma, mashine za hidrojeni na vifaa vingine. taa, ufuatiliaji na mifumo mingine ya kituo kizima.
(4) mfumo wa udhibiti
Mfumo wa udhibiti unatumia udhibiti wa kiotomatiki wa PLC. PLC kwa ujumla hutumia Siemens 1200 au 1500. Ina vifaa vya skrini ya kugusa ya mwingiliano wa kompyuta ya binadamu, na onyesho la uendeshaji na parameta ya kila mfumo wa kifaa na onyesho la mantiki ya udhibiti hugunduliwa kwenye skrini ya kugusa.
5) Mfumo wa mzunguko wa alkali
Mfumo huu unajumuisha vifaa kuu vifuatavyo:
Kitenganishi cha hidrojeni na oksijeni - pampu ya mzunguko wa alkali - valve - chujio cha alkali - electrolyzer
Mchakato mkuu ni: kioevu cha alkali kilichochanganywa na hidrojeni na oksijeni katika kitenganishi cha hidrojeni na oksijeni hutenganishwa na kitenganishi cha gesi-kioevu na kisha kutiririka kurudi kwenye pampu ya mzunguko wa kioevu cha alkali. Hapa kitenganishi cha hidrojeni na kitenganishi cha oksijeni huunganishwa, na pampu ya mzunguko wa kioevu cha alkali itabadilika. Kioevu cha alkali huzunguka kwenye vali na chujio cha kioevu cha alkali kwenye mwisho wa nyuma. Baada ya chujio kuchuja uchafu mkubwa, kioevu cha alkali huzunguka ndani ya electrolyzer.
(6)Mfumo wa haidrojeni
Hidrojeni huzalishwa kutoka upande wa electrode ya cathode na kufikia kitenganishi pamoja na mfumo wa mzunguko wa kioevu cha alkali. Katika kitenganishi, kwa sababu hidrojeni yenyewe ni nyepesi, kwa kawaida itajitenga na kioevu cha alkali na kufikia sehemu ya juu ya kitenganishi, na kisha kupita kwenye bomba kwa kujitenga zaidi na baridi. Baada ya kupozwa kwa maji, kikamata matone hushika matone na kufikia usafi wa karibu 99%, ambayo hufikia mfumo wa kukausha na utakaso wa nyuma.
Uhamishaji: Uhamishaji wa hidrojeni hutumiwa hasa kwa uhamishaji wakati wa kuanza na kuzima, operesheni isiyo ya kawaida au kutofaulu kwa usafi, na uhamishaji wa hitilafu.
(7) Mfumo wa oksijeni
Njia ya oksijeni ni sawa na ile ya hidrojeni, lakini katika kitenganishi tofauti.
Uokoaji: Kwa sasa, miradi mingi ya oksijeni inatibiwa kwa kuhamishwa.
Utumiaji: Thamani ya matumizi ya oksijeni ina maana katika miradi maalum pekee, kama vile baadhi ya matukio ya programu ambayo yanaweza kutumia hidrojeni na oksijeni takatifu, kama vile watengenezaji wa nyuzi za macho. Pia kuna miradi mikubwa ambayo imeweka nafasi kwa ajili ya matumizi ya oksijeni. Matukio ya utumaji wa nyuma ni utengenezaji wa oksijeni ya kioevu baada ya kukausha na utakaso, au matumizi ya oksijeni ya matibabu kupitia mfumo wa mtawanyiko. Walakini, uboreshaji wa hali hizi za utumiaji bado haujaamuliwa. Uthibitisho zaidi.
(8) mfumo wa maji baridi
Mchakato wa electrolysis ya maji ni mmenyuko wa mwisho wa joto. Mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni lazima utolewe na nishati ya umeme. Hata hivyo, nishati ya umeme inayotumiwa na mchakato wa electrolysis ya maji inazidi unyonyaji wa joto wa kinadharia wa mmenyuko wa electrolysis ya maji. Hiyo ni kusema, sehemu ya umeme inayotumiwa na electrolyzer inabadilishwa kuwa joto. Sehemu hii Joto hutumiwa hasa kupasha joto mfumo wa mzunguko wa alkali mwanzoni, ili joto la ufumbuzi wa alkali lipande hadi kiwango cha joto cha 90 ± 5 ° C kinachohitajika na vifaa. Ikiwa kielektroniki kitaendelea kufanya kazi baada ya kufikia kiwango cha joto kilichokadiriwa, joto linalozalishwa linahitaji kutumiwa Maji ya kupozea hutolewa nje ili kudumisha halijoto ya kawaida ya eneo la mwitikio wa elektrolisisi. Joto la juu katika eneo la mmenyuko wa electrolysis linaweza kupunguza matumizi ya nishati, lakini ikiwa hali ya joto ni ya juu sana, utando wa chumba cha electrolysis utaharibiwa, ambayo pia itakuwa mbaya kwa uendeshaji wa muda mrefu wa vifaa.
Kifaa hiki kinahitaji halijoto ya kufanya kazi ili kudumishwa kwa si zaidi ya 95°C. Kwa kuongeza, hidrojeni na oksijeni inayozalishwa lazima pia kupozwa na kupunguzwa unyevu, na kifaa cha kurekebisha silicon kilichopozwa na maji kina vifaa vya mabomba muhimu ya kupoeza.
Mwili wa pampu wa vifaa vikubwa pia unahitaji ushiriki wa maji ya baridi.
(9) Kujaza nitrojeni na mfumo wa kusafisha nitrojeni
Kabla ya kurekebisha na kuendesha kifaa, mfumo lazima ujazwe na nitrojeni kwa ajili ya kupima kubana kwa hewa. Kabla ya kuanza kwa kawaida, awamu ya gesi ya mfumo pia inahitajika kusafishwa na nitrojeni ili kuhakikisha kuwa gesi katika nafasi ya awamu ya gesi pande zote za hidrojeni na oksijeni iko mbali na safu inayoweza kuwaka na inayolipuka.
Baada ya kifaa kufungwa, mfumo wa udhibiti utahifadhi shinikizo moja kwa moja na kuhifadhi kiasi fulani cha hidrojeni na oksijeni ndani ya mfumo. Ikiwa shinikizo bado linapatikana wakati vifaa vimewashwa, hakuna haja ya kufanya utakaso. Hata hivyo, ikiwa shinikizo yote imeondolewa, itahitaji kusafishwa tena. Hatua ya kusafisha nitrojeni.
(10) Mfumo wa kukausha haidrojeni (utakaso) (si lazima)
Hidrojeni inayozalishwa kutoka kwa elektrolisisi ya maji hupunguzwa unyevu na kikaushio sambamba, na hatimaye hutiwa vumbi na chujio cha bomba la nikeli ili kupata hidrojeni kavu. (Kulingana na mahitaji ya mtumiaji kwa hidrojeni ya bidhaa, mfumo unaweza kuongeza kifaa cha utakaso, na utakaso hutumia uondoaji wa oksidi wa kichocheo cha paladiamu-platinum bimetali).
Hidrojeni inayozalishwa na kifaa cha kuzalisha hidrojeni ya elektrolisisi ya maji hutumwa kwa kifaa cha utakaso wa hidrojeni kupitia tanki ya bafa.
Hidrojeni kwanza hupitia mnara wa deoxygenation. Chini ya kitendo cha kichocheo, oksijeni katika hidrojeni humenyuka pamoja na hidrojeni kutoa maji.
Fomula ya majibu: 2H2+O2 2H2O.
Kisha, hidrojeni hupitia condenser ya hidrojeni (ambayo hupoza gesi ili kufupisha mvuke wa maji katika gesi ili kuzalisha maji, na maji yaliyofupishwa hutolewa moja kwa moja nje ya mfumo kupitia mtozaji wa kioevu) na huingia kwenye mnara wa adsorption.
Muda wa kutuma: Mei-14-2024
