Electrolytichidrojenikitengo cha uzalishaji ni pamoja na seti kamili ya electrolysis ya majihidrojenivifaa vya uzalishaji na vifaa kuu ikiwa ni pamoja na:
1. Kiini cha Electrolytic
2. Kifaa cha kutenganisha kioevu cha gesi
3. Mfumo wa kukausha na utakaso
4. Sehemu ya umeme inajumuisha: transformer, baraza la mawaziri la kurekebisha, baraza la mawaziri la kudhibiti PLC, baraza la mawaziri la chombo, baraza la mawaziri la usambazaji, kompyuta ya juu, nk.
5. Mfumo msaidizi hasa unajumuisha: tanki la suluhisho la alkali, tanki la maji ghafi, pampu ya maji ya kutengeneza, silinda ya nitrojeni/basi, n.k/ 6. Mfumo wa jumla wa usaidizi wa vifaa ni pamoja na: mashine ya maji safi, mnara wa chiller, chiller, compressor hewa, nk
hidrojeni na oksijeni baridi, na maji hukusanywa na mtego wa matone kabla ya kutumwa nje chini ya udhibiti wa mfumo wa udhibiti; Electrolyte hupitahidrojenina vichujio vya alkali ya oksijeni, vipoezaji vya hidrojeni na oksijeni vya alkali mtawalia chini ya utendakazi wa pampu ya mzunguko, na kisha hurudi kwenye seli ya elektroliti kwa elektrolisisi zaidi.
Shinikizo la mfumo linadhibitiwa na mfumo wa kudhibiti shinikizo na mfumo wa udhibiti wa shinikizo tofauti ili kukidhi mahitaji ya michakato ya chini ya mkondo na uhifadhi.
Hidrojeni inayozalishwa na electrolysis ya maji ina faida ya usafi wa juu na uchafu mdogo. Kawaida, uchafu katika gesi ya hidrojeni inayozalishwa na electrolysis ya maji ni oksijeni na maji tu, bila vipengele vingine (ambavyo vinaweza kuepuka sumu ya vichocheo fulani). Hii inatoa urahisi wa kuzalisha gesi ya hidrojeni yenye usafi wa hali ya juu, na gesi iliyosafishwa inaweza kufikia viwango vya gesi za kiwango cha kielektroniki za viwandani.
Hidrojeni inayozalishwa na kitengo cha uzalishaji wa hidrojeni hupitia tanki ya buffer ili kuleta utulivu wa shinikizo la kufanya kazi la mfumo na kuondoa zaidi maji ya bure kutoka kwa hidrojeni.
Baada ya kuingia kwenye kifaa cha kusafisha hidrojeni, hidrojeni inayozalishwa na electrolysis ya maji husafishwa zaidi, kwa kutumia kanuni za mmenyuko wa kichocheo na adsorption ya ungo wa molekuli ili kuondoa oksijeni, maji, na uchafu mwingine kutoka kwa hidrojeni.
Vifaa vinaweza kuanzisha mfumo wa marekebisho ya uzalishaji wa hidrojeni moja kwa moja 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 kwa PLC kwa kulinganisha na thamani ya awali iliyowekwa, na baada ya mabadiliko ya kinyume na hesabu ya PID, toa ishara ya 20-4mA kwa baraza la mawaziri la kurekebisha ili kurekebisha ukubwa wa electrolysis ya sasa, na hivyo kufikia madhumuni ya marekebisho ya moja kwa moja ya uzalishaji wa hidrojeni kulingana na mabadiliko katika mzigo wa hidrojeni.
Mwitikio pekee katika mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni kwa elektrolisisi ya maji ni maji (H2O), ambayo yanahitaji kutolewa mara kwa mara na maji ghafi kupitia pampu ya kujaza maji. Msimamo wa kujaza tena iko kwenye kitenganishi cha hidrojeni au oksijeni. Kwa kuongeza, hidrojeni na oksijeni zinahitaji kuchukua kiasi kidogo cha maji wakati wa kuacha mfumo. Vifaa vyenye matumizi ya chini ya maji vinaweza kutumia 1L/Nm ³ H2, ilhali vifaa vikubwa vinaweza kupunguza hadi 0.9L/Nm ³ H2. Mfumo unaendelea kujaza maji ghafi, ambayo yanaweza kudumisha utulivu wa kiwango cha kioevu cha alkali na mkusanyiko. Inaweza pia kujaza maji yaliyosababishwa kwa wakati unaofaa ili kudumisha mkusanyiko wa ufumbuzi wa alkali.
- Mfumo wa kurekebisha transfoma
Mfumo huu hasa una vifaa viwili, transformer na baraza la mawaziri la kurekebisha. Kazi yake kuu ni kubadilisha nguvu ya 10/35KV AC iliyotolewa na mmiliki wa mwisho wa mbele kuwa nishati ya DC inayohitajika na seli ya kielektroniki, na kusambaza nguvu ya DC kwenye seli ya elektroliti. Sehemu ya nguvu zinazotolewa hutumiwa kutenganisha molekuli za maji moja kwa moja ndani ya hidrojeni na oksijeni, na sehemu nyingine hutoa joto, ambalo hufanywa na baridi ya alkali 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 kwa ajili ya vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya maji ya electrolytic ni transfoma maalum ambayo yanahitaji kuendana kulingana na data ya kila seli ya electrolytic, hivyo ni vifaa vilivyoboreshwa.
Hivi sasa, baraza la mawaziri la kawaida la rectifier ni aina ya thyristor, ambayo inasaidiwa na wazalishaji wa vifaa kutokana na muda mrefu wa matumizi, utulivu wa juu, na bei ya chini. Hata hivyo, kutokana na haja ya kurekebisha vifaa vya kiasi kikubwa kwa nishati mbadala ya mbele, ufanisi wa uongofu wa makabati ya kurekebisha thyristor ni duni. Hivi sasa, watengenezaji mbalimbali wa baraza la mawaziri la kurekebisha wanajitahidi kupitisha kabati mpya za kurekebisha IGBT. IGBT tayari ni ya kawaida sana katika tasnia zingine kama vile nishati ya upepo, na inaaminika kuwa kabati za kurekebisha IGBT zitakuwa na maendeleo makubwa katika siku zijazo.
- Mfumo wa baraza la mawaziri la usambazaji
Baraza la mawaziri la usambazaji hutumiwa hasa kusambaza nguvu kwa vipengele mbalimbali na motors katika kutenganisha oksijeni ya hidrojeni na mfumo wa utakaso nyuma ya vifaa vya uzalishaji wa hidrojeni ya maji ya electrolytic, ikiwa ni pamoja na 400V au vifaa vinavyojulikana kama 380V. Vifaa ni pamoja na pampu ya mzunguko wa alkali katika mfumo wa kutenganisha oksijeni ya hidrojeni na pampu ya maji ya kufanya-up katika mfumo wa msaidizi; Ugavi wa umeme kwa waya za kupokanzwa katika mfumo wa kukausha na utakaso, na vile vile mifumo ya msaidizi inayohitajika kwa mfumo mzima kama vile mashine za maji safi, baridi, compressor za hewa, minara ya kupoeza, na compressor za hidrojeni za nyuma, mashine za hidrojeni, n.k. ., pia inajumuisha usambazaji wa umeme kwa taa, ufuatiliaji, na mifumo mingine ya kituo kizima.
- Control mfumo
Mfumo wa udhibiti unatumia udhibiti wa kiotomatiki wa PLC. PLC kwa ujumla hutumia Siemens 1200 au 1500, na ina skrini ya kugusa ya mwingiliano wa mashine ya binadamu. Operesheni na onyesho la parameta la kila mfumo wa kifaa na onyesho la mantiki ya udhibiti hugunduliwa kwenye skrini ya kugusa.
5. Mfumo wa mzunguko wa ufumbuzi wa alkali
Mfumo huu unajumuisha vifaa kuu vifuatavyo:
Kitenganishi cha oksijeni ya hidrojeni - pampu ya mzunguko wa suluhisho la alkali - Valve - Kichujio cha suluhisho la alkali - seli ya elektroliti
Mchakato kuu ni kama ifuatavyo: ufumbuzi wa alkali uliochanganywa na hidrojeni na oksijeni katika kitenganishi cha oksijeni ya hidrojeni hutenganishwa na kitenganishi cha gesi-kioevu na kuingizwa kwenye pampu ya mzunguko wa ufumbuzi wa alkali. Kitenganishi cha hidrojeni na kitenganishi cha oksijeni vimeunganishwa hapa, na pampu ya mzunguko wa ufumbuzi wa alkali huzunguka ufumbuzi wa alkali uliorudishwa kwa valve na chujio cha ufumbuzi wa alkali kwenye mwisho wa nyuma. Baada ya chujio kuchuja uchafu mkubwa, ufumbuzi wa alkali huzunguka ndani ya seli ya electrolytic.
6.Mfumo wa haidrojeni
Gesi ya hidrojeni huzalishwa kutoka upande wa electrode ya cathode na kufikia kitenganishi pamoja na mfumo wa mzunguko wa ufumbuzi wa alkali. Ndani ya kitenganishi, gesi ya hidrojeni ni nyepesi na imetenganishwa kwa asili na suluhisho la alkali, na kufikia sehemu ya juu ya kitenganishi. Kisha, hupitia mabomba kwa ajili ya kutenganishwa zaidi, kupozwa na maji ya kupoeza, na kukusanywa kwa kikamata matone ili kufikia usafi wa takriban 99% kabla ya kufikia mfumo wa kukausha na utakaso wa nyuma.
Uhamishaji: Uhamishaji wa gesi ya hidrojeni hutumiwa hasa wakati wa kuanza na kuzima, operesheni isiyo ya kawaida, au wakati usafi haukidhi viwango, na pia kwa utatuzi wa shida.
7. Mfumo wa oksijeni
Njia ya oksijeni ni sawa na ile ya hidrojeni, isipokuwa kwamba inafanywa katika watenganishaji tofauti.
Kuondoa: Hivi sasa, miradi mingi hutumia njia ya kumwaga oksijeni.
Utumiaji: Thamani ya matumizi ya oksijeni ina maana katika miradi maalum pekee, kama vile programu zinazoweza kutumia hidrojeni na oksijeni takatifu, kama vile watengenezaji wa nyuzi macho. Pia kuna miradi mikubwa ambayo imeweka nafasi kwa ajili ya matumizi ya oksijeni. Matukio ya matumizi ya nyuma ni kwa ajili ya uzalishaji wa oksijeni kioevu baada ya kukausha na kusafisha, au kwa oksijeni ya matibabu kupitia mifumo ya mtawanyiko. Walakini, usahihi wa hali hizi za utumiaji bado unahitaji uthibitisho zaidi.
8. Mfumo wa maji ya baridi
Mchakato wa electrolysis ya maji ni mmenyuko wa mwisho, na mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni lazima upewe nishati ya umeme. Hata hivyo, nishati ya umeme inayotumiwa katika mchakato wa elektrolisisi ya maji inazidi ufyonzaji wa joto wa kinadharia wa mmenyuko wa elektrolisisi ya maji. Kwa maneno mengine, sehemu ya umeme inayotumiwa katika kiini cha elektrolisisi hubadilishwa kuwa joto, ambayo hutumiwa sana kupasha joto mfumo wa mzunguko wa suluhisho la alkali mwanzoni, na kuinua joto la suluhisho la alkali hadi kiwango cha joto kinachohitajika cha 90 ± 5. ℃ kwa vifaa. Ikiwa seli ya elektrolisisi itaendelea kufanya kazi baada ya kufikia kiwango cha joto kilichokadiriwa, joto linalozalishwa linahitaji kufanywa na maji ya kupoeza ili kudumisha halijoto ya kawaida ya eneo la majibu ya elektrolisisi. Joto la juu katika eneo la mmenyuko wa electrolysis linaweza kupunguza matumizi ya nishati, lakini ikiwa hali ya joto ni ya juu sana, diaphragm ya chumba cha electrolysis itaharibiwa, ambayo pia itakuwa mbaya kwa uendeshaji wa muda mrefu wa vifaa.
Joto bora zaidi la kufanya kazi kwa kifaa hiki linahitajika kudumishwa kwa si zaidi ya 95 ℃. Kwa kuongeza, hidrojeni na oksijeni inayozalishwa pia inahitaji kupozwa na kupunguzwa unyevu, na kifaa cha kurekebisha thyristor kilichopozwa na maji pia kina vifaa vya mabomba ya baridi.
Mwili wa pampu wa vifaa vikubwa pia unahitaji ushiriki wa maji ya baridi.
- Kujaza nitrojeni na mfumo wa kusafisha nitrojeni
Kabla ya kurekebisha na kuendesha kifaa, mtihani wa kubana kwa nitrojeni unapaswa kufanywa kwenye mfumo. Kabla ya kuanza kwa kawaida, inahitajika pia kusafisha awamu ya gesi ya mfumo 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 ya kulipuka.
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 liko wakati wa kuanza, hakuna haja ya kufanya hatua ya kusafisha. Hata hivyo, ikiwa shinikizo limeondolewa kabisa, hatua ya kusafisha nitrojeni inahitaji kufanywa tena.
- Mfumo wa kukausha haidrojeni (utakaso) (hiari)
Gesi ya hidrojeni iliyoandaliwa kutoka kwa elektrolisisi ya maji husafishwa kwa unyevu na kiyoyozi sambamba, na hatimaye kusafishwa na chujio cha bomba la nikeli ili kupata gesi kavu ya hidrojeni. Kulingana na mahitaji ya mtumiaji kwa hidrojeni ya bidhaa, mfumo unaweza kuongeza kifaa cha utakaso, ambacho hutumia palladium platinamu bimetallic kichocheo deoxygenation kwa ajili ya utakaso.
Hidrojeni inayozalishwa na kitengo cha uzalishaji wa hidrojeni elektrolisisi ya maji hutumwa kwa kitengo cha utakaso wa hidrojeni kupitia tanki ya bafa.
Gesi ya hidrojeni kwanza hupitia mnara wa deoxygenation, na chini ya hatua ya kichocheo, oksijeni katika gesi ya hidrojeni humenyuka na gesi ya hidrojeni kuzalisha maji.
Fomula ya majibu: 2H2+O2 2H2O.
Kisha, gesi ya hidrojeni hupitia condenser ya hidrojeni (ambayo inapunguza gesi ili kufupisha mvuke wa maji ndani ya maji, ambayo hutolewa moja kwa moja nje ya mfumo kupitia mtozaji) na kuingia kwenye mnara wa adsorption.
Muda wa kutuma: Dec-03-2024
