De waterstofproductie-eenheid voor elektrolyse omvat een complete set waterstofproductieapparatuur voor waterelektrolyse. De belangrijkste uitrusting is:
1. Elektrolyzer
2. Gas-vloeistofscheidingsapparaat
3. Droog- en zuiveringssysteem
4. Het elektrische gedeelte omvat: transformator, gelijkrichterkast, PLC-programmaschakelkast, instrumentenkast, stroomverdeelkast, hostcomputer, enz.
5. Het hulpsysteem omvat voornamelijk: alkalitank, grondstoffenwatertank, watertoevoerpomp, stikstoffles / busbar, enz.
6. Het algemene hulpsysteem van de apparatuur omvat: zuiverwatermachine, koelwatertoren, koelmachine, luchtcompressor, enz.
In de elektrolytische waterstofproductie-eenheid wordt water in de elektrolysator ontleed in een deel waterstof en een 1/2 deel zuurstof onder invloed van gelijkstroom. De gegenereerde waterstof en zuurstof worden samen met de elektrolyt naar de gas-vloeistofscheider gestuurd voor scheiding. De waterstof en de zuurstof worden gekoeld door de waterstof- en zuurstofkoelers, en de druppelvanger vangt en verwijdert water, en wordt vervolgens verzonden onder controle van het controlesysteem; de elektrolyt passeert het waterstof-, zuurstof-alkalifilter, waterstof, zuurstof-alkalifilter, enz. onder invloed van de circulatiepomp. vloeistofkoeler en keer dan terug naar de elektrolyseur om de elektrolyse voort te zetten.
De druk van het systeem wordt aangepast via het drukregelsysteem en het drukverschilregelsysteem om te voldoen aan de eisen van daaropvolgende processen en opslag.
Waterstof geproduceerd door waterelektrolyse heeft de voordelen van een hoge zuiverheid en weinig onzuiverheden. Gewoonlijk zijn de onzuiverheden in waterstof geproduceerd door waterelektrolyse alleen zuurstof en water, en geen andere componenten (die vergiftiging van sommige katalysatoren kunnen voorkomen), wat het gemak biedt voor het produceren van zeer zuivere waterstof. Na zuivering kan het geproduceerde gas de indicatoren van industrieel gas van elektronische kwaliteit bereiken.
De waterstof die door het waterstofproductieapparaat wordt geproduceerd, gaat door een buffertank om de werkdruk van het systeem te stabiliseren en het vrije water in de waterstof verder te verwijderen.
Nadat de waterstof het waterstofzuiveringsapparaat is binnengegaan, wordt de door waterelektrolyse geproduceerde waterstof verder gezuiverd en worden zuurstof, water en andere onzuiverheden in de waterstof verwijderd met behulp van de principes van katalytische reactie en moleculaire zeefadsorptie.
De apparatuur kan een automatisch aanpassingssysteem voor de waterstofproductie opzetten op basis van de werkelijke situatie. Veranderingen in de gasbelasting zullen schommelingen in de druk van de waterstofopslagtank veroorzaken. De druktransmitter die op de opslagtank is geïnstalleerd, geeft een signaal van 4-20 mA af en stuurt dit naar de PLC. Na vergelijking van de oorspronkelijke ingestelde waarde en het uitvoeren van inverse transformatie en PID-berekening, wordt een signaal van 20 ~ 4 mA uitgevoerd en naar de gelijkrichterkast gestuurd pas de grootte van de elektrolysestroom aan, waardoor het doel van automatische aanpassing van de waterstofproductie wordt bereikt op basis van veranderingen in de waterstofbelasting.
Apparatuur voor de productie van waterstof door alkalische waterelektrolyse omvat hoofdzakelijk de volgende systemen:
(1) Watersysteem voor grondstoffen
Het enige dat reageert in het waterstofproductieproces via waterelektrolyse is water (H2O), dat via een wateraanvulpomp continu moet worden aangevuld met ruw water. De waterbijvulpositie bevindt zich op de waterstof- of zuurstofafscheider. Bovendien moet bij het verlaten van het systeem een kleine hoeveelheid waterstof en zuurstof worden afgevoerd. van vocht. Het waterverbruik van kleine apparatuur bedraagt 1 l/Nm³H2, en dat van grote apparatuur kan worden teruggebracht tot 0,9 l/Nm³H2. Het systeem vult continu het ruwe water aan. Door wateraanvulling kan de stabiliteit van het alkalivloeistofniveau en de alkaliconcentratie worden gehandhaafd en kan de reactieoplossing op tijd worden aangevuld. water om de concentratie van de loog op peil te houden.
2) Transformatorgelijkrichtersysteem
Dit systeem bestaat hoofdzakelijk uit twee apparaten: een transformator en een gelijkrichterkast. De belangrijkste functie ervan is het omzetten van de 10/35KV wisselstroom die door de front-end-eigenaar wordt geleverd in de gelijkstroom die nodig is voor de elektrolyseur, en het leveren van gelijkstroom aan de elektrolyseur. Een deel van de geleverde stroom wordt gebruikt om water direct af te breken. De moleculen zijn waterstof en zuurstof, en het andere deel genereert warmte, die door de loogkoeler via koelwater wordt afgevoerd.
De meeste transformatoren zijn van het olietype. Bij plaatsing binnen of in een container kunnen droge transformatoren worden gebruikt. De transformatoren die worden gebruikt in apparatuur voor de productie van elektrolytische waterwaterstof zijn speciale transformatoren en moeten worden afgestemd op de gegevens van elke elektrolyseur, dus het is maatwerk.
(3) stroomverdeelkastsysteem
De stroomverdeelkast wordt voornamelijk gebruikt om 400V of algemeen bekend als 380V-apparatuur te leveren aan verschillende componenten met motoren in de waterstof- en zuurstofscheidings- en zuiveringssystemen achter de elektrolytische waterwaterstofproductieapparatuur. De uitrusting omvat de alkalicirculatie in het waterstof- en zuurstofscheidingsraamwerk. Pompen, wateraanvulpompen in hulpsystemen; verwarmingsdraden in droog- en zuiveringssystemen, en hulpsystemen die nodig zijn voor het hele systeem, zoals zuiverwatermachines, koelmachines, luchtcompressoren, koeltorens en back-end waterstofcompressoren, hydrogeneringsmachines en andere apparatuur. Stroomvoorziening omvat ook stroomvoorziening voor verlichting, monitoring en andere systemen van het hele station.
(4) controlesysteem
Het besturingssysteem implementeert automatische PLC-besturing. De PLC maakt over het algemeen gebruik van Siemens 1200 of 1500. Het is uitgerust met een aanraakscherm voor interactie tussen mens en computer, en de werking en parameterweergave van elk systeem van de apparatuur en de weergave van besturingslogica worden op het aanraakscherm gerealiseerd.
5) Alkali-circulatiesysteem
Dit systeem omvat hoofdzakelijk de volgende hoofdapparatuur:
Waterstof- en zuurstofafscheider - alkali-circulatiepomp - klep - alkalifilter - elektrolyseur
Het belangrijkste proces is: de alkalische vloeistof gemengd met waterstof en zuurstof in de waterstof- en zuurstofafscheider wordt gescheiden door de gas-vloeistofscheider en stroomt vervolgens terug naar de alkalische vloeistofcirculatiepomp. Hier zijn de waterstofafscheider en de zuurstofafscheider aangesloten en zal de alkalische vloeistofcirculatiepomp terugvloeien. De alkalische vloeistof circuleert naar de klep en het alkalische vloeistoffilter aan de achterkant. Nadat het filter grote onzuiverheden heeft gefilterd, circuleert de alkalische vloeistof naar de binnenkant van de elektrolyseur.
(6) Waterstofsysteem
Waterstof wordt gegenereerd vanaf de kathode-elektrodezijde en bereikt de separator samen met het alkalische vloeistofcirculatiesysteem. Omdat de waterstof zelf relatief licht is, zal deze zich in de afscheider op natuurlijke wijze afscheiden van de alkalische vloeistof en het bovenste deel van de afscheider bereiken, en vervolgens door de pijpleiding gaan voor verdere scheiding en koeling. Na waterkoeling vangt de druppelvanger de druppels op en bereikt een zuiverheid van ongeveer 99%, die het back-end droog- en zuiveringssysteem bereikt.
Evacuatie: De evacuatie van waterstof wordt voornamelijk gebruikt voor evacuatie tijdens het opstarten en afsluiten, abnormale werking of zuiverheidsfalen, en foutevacuatie.
(7) Zuurstofsysteem
Het pad voor zuurstof is vergelijkbaar met dat voor waterstof, maar in een andere afscheider.
Evacuatie: Momenteel worden de meeste zuurstofprojecten behandeld door middel van evacuatie.
Gebruik: De gebruikswaarde van zuurstof is alleen zinvol in speciale projecten, zoals sommige toepassingsscenario's die zowel waterstof als zeer zuivere zuurstof kunnen gebruiken, zoals fabrikanten van optische vezels. Er zijn ook enkele grote projecten die ruimte hebben gereserveerd voor het benutten van zuurstof. De back-end toepassingsscenario’s zijn de productie van vloeibare zuurstof na droging en zuivering, of het gebruik van medische zuurstof via een dispersiesysteem. De verfijning van deze gebruiksscenario’s moet echter nog worden bepaald. Verdere bevestiging.
(8) koelwatersysteem
Het elektrolyseproces van water is een endotherme reactie. Het waterstofproductieproces moet worden voorzien van elektrische energie. De elektrische energie die wordt verbruikt door het waterelektrolyseproces overschrijdt echter de theoretische warmteabsorptie van de waterelektrolysereactie. Dat wil zeggen dat een deel van de elektriciteit die door de elektrolyseur wordt gebruikt, wordt omgezet in warmte. Dit deel De warmte wordt hoofdzakelijk gebruikt om het alkalische circulatiesysteem in het begin te verwarmen, zodat de temperatuur van de alkalische oplossing stijgt tot het temperatuurbereik van 90 ± 5 ° C dat door de apparatuur wordt vereist. Als de elektrolyseur blijft werken nadat de nominale temperatuur is bereikt, moet de gegenereerde warmte worden gebruikt. Er wordt koelwater naar buiten gebracht om de normale temperatuur van de elektrolysereactiezone te handhaven. De hoge temperatuur in de elektrolysereactiezone kan het energieverbruik verminderen, maar als de temperatuur te hoog is, zal het membraan van de elektrolysekamer worden vernietigd, wat ook schadelijk zal zijn voor de langdurige werking van de apparatuur.
Voor dit apparaat moet de bedrijfstemperatuur op maximaal 95°C worden gehouden. Bovendien moeten de gegenereerde waterstof en zuurstof ook worden gekoeld en ontvochtigd, en is het watergekoelde siliciumgestuurde gelijkrichtapparaat ook uitgerust met de nodige koelpijpleidingen.
Het pomplichaam van grote apparatuur vereist ook de deelname van koelwater.
(9) Stikstofvul- en stikstofzuiveringssysteem
Voordat u het apparaat kunt debuggen en in gebruik kunt nemen, moet het systeem worden gevuld met stikstof voor luchtdichtheidstests. Vóór de normale opstart moet de gasfase van het systeem ook worden gespoeld met stikstof om ervoor te zorgen dat het gas in de gasfaseruimte aan beide zijden van de waterstof en zuurstof zich buiten het brandbare en explosieve bereik bevindt.
Nadat de apparatuur is uitgeschakeld, zal het besturingssysteem automatisch de druk handhaven en een bepaalde hoeveelheid waterstof en zuurstof in het systeem vasthouden. Als de druk nog steeds aanwezig is wanneer de apparatuur wordt ingeschakeld, hoeft er niet te worden gespoeld. Als alle druk echter is verwijderd, moet deze opnieuw worden gespoeld. Stikstofzuiveringsactie.
(10) Waterstofdroog(zuivering)systeem (optioneel)
De waterstof die door waterelektrolyse wordt geproduceerd, wordt ontvochtigd door een parallelle droger en uiteindelijk bestrooid door een gesinterd nikkelbuisfilter om droge waterstof te verkrijgen. (Volgens de eisen van de gebruiker ten aanzien van productwaterstof kan het systeem een zuiveringsapparaat toevoegen en wordt bij de zuivering gebruik gemaakt van palladium-platina bimetaal katalytische deoxidatie).
De waterstof geproduceerd door het waterstofproductie-apparaat voor waterelektrolyse wordt via de buffertank naar het waterstofzuiveringsapparaat gestuurd.
De waterstof passeert eerst de deoxygenatietoren. Onder invloed van de katalysator reageert de zuurstof in de waterstof met de waterstof om water te genereren.
Reactieformule: 2H2+O2 2H2O.
Vervolgens gaat de waterstof door de waterstofcondensor (die het gas afkoelt om de waterdamp in het gas te condenseren om water te genereren, en het gecondenseerde water wordt automatisch uit het systeem afgevoerd via de vloeistofcollector) en komt de adsorptietoren binnen.
Posttijd: 14 mei 2024
