Njësia e prodhimit të hidrogjenit me elektrolizë përfshin një grup të plotë të pajisjeve të prodhimit të hidrogjenit për elektrolizën e ujit. Pajisjet kryesore janë:
1. Elektrolizer
2. Pajisja e ndarjes gaz-lëng
3. Sistemi i tharjes dhe pastrimit
4. Pjesa elektrike përfshin: transformatorin, kabinetin e ndreqësit, kabinetin e kontrollit të programit PLC, kabinetin e instrumenteve, kabinetin e shpërndarjes së energjisë, kompjuterin pritës, etj.
5. Sistemi ndihmës përfshin kryesisht: rezervuarin e alkalit, rezervuarin e ujit të lëndës së parë, pompën e furnizimit me ujë, shishen e azotit/busullin etj.
6. Sistemi i përgjithshëm ndihmës i pajisjes përfshin: makinë uji të pastër, kullë uji ftohës, chiller, kompresor ajri etj.
Në njësinë e prodhimit të hidrogjenit elektrolitik, uji zbërthehet në një pjesë të hidrogjenit dhe 1/2 pjesë të oksigjenit në elektrolizer nën veprimin e rrymës së drejtpërdrejtë. Hidrogjeni dhe oksigjeni i gjeneruar dërgohen në ndarësin gaz-lëng së bashku me elektrolitin për ndarje. Hidrogjeni dhe Oksigjeni ftohet nga ftohësit e hidrogjenit dhe oksigjenit, dhe kapësi i pikave kap dhe largon ujin dhe më pas dërgohet jashtë nën kontrollin e sistemit të kontrollit; elektroliti kalon përmes hidrogjenit, filtrit të alkalit të oksigjenit, hidrogjenit, filtrit të alkalit të oksigjenit, etj. nën veprimin e pompës së qarkullimit. ftohës të lëngshëm dhe më pas kthehuni në elektrolizer për të vazhduar elektrolizën.
Presioni i sistemit rregullohet përmes sistemit të kontrollit të presionit dhe sistemit të kontrollit të presionit diferencial për të përmbushur kërkesat e proceseve dhe ruajtjes pasuese.
Hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit ka përparësitë e pastërtisë së lartë dhe pak papastërtive. Zakonisht, papastërtitë në hidrogjen të prodhuara nga elektroliza e ujit janë vetëm oksigjen dhe ujë, dhe asnjë komponent tjetër (që mund të shmangë helmimin e disa katalizatorëve), gjë që ofron lehtësi për prodhimin e hidrogjenit me pastërti të lartë. , pas pastrimit, gazi i prodhuar mund të arrijë treguesit e gazit industrial të klasës elektronike.
Hidrogjeni i prodhuar nga pajisja e prodhimit të hidrogjenit kalon përmes një rezervuari tampon për të stabilizuar presionin e punës të sistemit dhe për të hequr më tej ujin e lirë në hidrogjen.
Pasi hidrogjeni hyn në pajisjen e pastrimit të hidrogjenit, hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit pastrohet më tej, dhe oksigjeni, uji dhe papastërtitë e tjera në hidrogjen hiqen duke përdorur parimet e reaksionit katalitik dhe adsorbimit të sitës molekulare.
Pajisja mund të vendosë një sistem rregullimi automatik për prodhimin e hidrogjenit sipas situatës aktuale. Ndryshimet në ngarkesën e gazit do të shkaktojnë luhatje në presionin e rezervuarit të depozitimit të hidrogjenit. Transmetuesi i presionit i instaluar në rezervuarin e ruajtjes do të nxjerrë një sinjal 4-20 mA dhe do ta dërgojë atë në PLC dhe pas krahasimit të vlerës origjinale të vendosur dhe kryerjes së transformimit të kundërt dhe llogaritjes PID, një sinjal 20~4 mA del dhe dërgohet në kabinetin e ndreqësit për rregulloni madhësinë e rrymës së elektrolizës, duke arritur kështu qëllimin e rregullimit automatik të prodhimit të hidrogjenit sipas ndryshimeve në ngarkesën e hidrogjenit.
Pajisjet e prodhimit të hidrogjenit për elektrolizën e ujit alkaline përfshijnë kryesisht sistemet e mëposhtme:
(1) Sistemi i ujit të lëndëve të para
E vetmja gjë që reagon në procesin e prodhimit të hidrogjenit nga elektroliza e ujit është uji (H2O), i cili duhet të rimbushet vazhdimisht me ujë të papërpunuar përmes një pompe për rimbushjen e ujit. Pozicioni i rimbushjes së ujit është në ndarësin e hidrogjenit ose oksigjenit. Përveç kësaj, një sasi e vogël e hidrogjenit dhe oksigjenit duhet të hiqet kur largoheni nga sistemi. të lagështisë. Konsumi i ujit për pajisjet e vogla është 1L/Nm³H2, dhe ai i pajisjeve të mëdha mund të reduktohet në 0.9L/Nm³H2. Sistemi rimbush vazhdimisht ujë të papërpunuar. Nëpërmjet rimbushjes së ujit, mund të ruhet qëndrueshmëria e nivelit të lëngut alkali dhe përqendrimi i alkalit, dhe tretësira e reaksionit mund të rimbushet me kohë. e ujit për të ruajtur përqendrimin e salcës.
2) Sistemi ndreqës i transformatorit
Ky sistem përbëhet kryesisht nga dy pajisje: një transformator dhe një kabinet ndreqës. Funksioni i tij kryesor është të konvertojë fuqinë AC 10/35 KV të siguruar nga pronari i pjesës së përparme në fuqinë DC të kërkuar nga elektrolizeri dhe të furnizojë me energji DC elektrolizuesin. Një pjesë e fuqisë së furnizuar përdoret për të dekompozuar drejtpërdrejt ujin. Molekulat janë hidrogjen dhe oksigjen, dhe pjesa tjetër gjeneron nxehtësi, e cila nxirret jashtë nga ftohësi i lëngut përmes ujit ftohës.
Shumica e transformatorëve janë të tipit vaj. Nëse vendosen brenda ose brenda një kontejneri, mund të përdoren transformatorë të tipit të thatë. Transformatorët e përdorur në pajisjet e prodhimit të hidrogjenit me ujë elektrolitik janë transformatorë të veçantë dhe duhet të përputhen sipas të dhënave të secilit elektrolizer, pra janë pajisje të personalizuara.
(3) sistemi i kabinetit të shpërndarjes së energjisë
Kabineti i shpërndarjes së energjisë përdoret kryesisht për furnizimin me pajisje 400V ose të njohura zakonisht si 380V për komponentë të ndryshëm me motorë në sistemet e ndarjes dhe pastrimit të hidrogjenit dhe oksigjenit pas pajisjeve të prodhimit të hidrogjenit elektrolitik të ujit. Pajisja përfshin qarkullimin e alkalit në kornizën e ndarjes së hidrogjenit dhe oksigjenit. Pompa, pompa për rimbushjen e ujit në sisteme ndihmëse; telat e ngrohjes në sistemet e tharjes dhe pastrimit dhe sistemet ndihmëse të kërkuara nga i gjithë sistemi, si makinat me ujë të pastër, ftohësit, kompresorët e ajrit, kullat ftohëse dhe kompresorët e hidrogjenit në fund, makinat e hidrogjenizimit dhe pajisjet e tjera Furnizimi me energji elektrike përfshin gjithashtu furnizimin me energji elektrike për ndriçimi, monitorimi dhe sistemet e tjera të të gjithë stacionit.
(4) sistemi i kontrollit
Sistemi i kontrollit zbaton kontrollin automatik PLC. PLC në përgjithësi përdor Siemens 1200 ose 1500. Ai është i pajisur me një ekran me prekje të ndërveprimit njeri-kompjuter, dhe funksionimi dhe shfaqja e parametrave të çdo sistemi të pajisjes dhe shfaqja e logjikës së kontrollit realizohen në ekranin me prekje.
5) Sistemi i qarkullimit të alkalit
Ky sistem përfshin kryesisht pajisjet kryesore të mëposhtme:
Ndarës hidrogjeni dhe oksigjeni - pompë qarkullimi alkali - valvul - filtër alkali - elektrolizer
Procesi kryesor është: lëngu alkali i përzier me hidrogjen dhe oksigjen në ndarësin e hidrogjenit dhe oksigjenit ndahet nga ndarësi gaz-lëng dhe më pas rrjedh përsëri në pompën e qarkullimit të lëngut alkal. Këtu ndarësi i hidrogjenit dhe ndarësi i oksigjenit janë të lidhur dhe pompa e qarkullimit të lëngut alkali do të kthehet në refluks. Lëngu alkali qarkullon në valvulën dhe filtrin e lëngut alkali në pjesën e pasme. Pasi filtri filtron papastërtitë e mëdha, lëngu alkali qarkullon në brendësi të elektrolizerit.
(6) Sistemi i hidrogjenit
Hidrogjeni gjenerohet nga ana e elektrodës së katodës dhe arrin në ndarësin së bashku me sistemin e qarkullimit të lëngut alkal. Në ndarës, për shkak se vetë hidrogjeni është relativisht i lehtë, ai natyrshëm do të ndahet nga lëngu alkali dhe do të arrijë në pjesën e sipërme të ndarësit dhe më pas do të kalojë nëpër tubacion për ndarje dhe ftohje të mëtejshme. Pas ftohjes me ujë, kapësi i pikave kap pikat dhe arrin një pastërti prej rreth 99%, e cila arrin sistemin e tharjes dhe pastrimit në fund.
Evakuimi: Evakuimi i hidrogjenit përdoret kryesisht për evakuim gjatë fillimit dhe mbylljes, funksionimit jonormal ose dështimit të pastërtisë dhe evakuimit të defektit.
(7) Sistemi i oksigjenit
Rruga për oksigjenin është e ngjashme me atë të hidrogjenit, por në një ndarës të ndryshëm.
Evakuimi: Aktualisht, shumica e projekteve të oksigjenit trajtohen me evakuim.
Përdorimi: Vlera e përdorimit të oksigjenit ka kuptim vetëm në projekte të veçanta, të tilla si disa skenarë aplikimi që mund të përdorin hidrogjen dhe oksigjen me pastërti të lartë, siç janë prodhuesit e fibrave optike. Ka edhe disa projekte të mëdha që kanë rezervuar hapësirë për shfrytëzimin e oksigjenit. Skenarët e aplikimit në fund të fundit janë prodhimi i oksigjenit të lëngshëm pas tharjes dhe pastrimit, ose përdorimi i oksigjenit mjekësor përmes një sistemi dispersioni. Megjithatë, përsosja e këtyre skenarëve të shfrytëzimit ende nuk është përcaktuar. Konfirmim i mëtejshëm.
(8) sistemi i ujit ftohës
Procesi i elektrolizës së ujit është një reaksion endotermik. Procesi i prodhimit të hidrogjenit duhet të furnizohet me energji elektrike. Megjithatë, energjia elektrike e konsumuar nga procesi i elektrolizës së ujit tejkalon thithjen teorike të nxehtësisë së reaksionit të elektrolizës së ujit. Kjo do të thotë, një pjesë e energjisë elektrike të përdorur nga elektrolizeri shndërrohet në nxehtësi. Kjo pjesë Nxehtësia përdoret kryesisht për të ngrohur sistemin e qarkullimit të alkalit në fillim, në mënyrë që temperatura e tretësirës së alkalit të rritet në intervalin e temperaturës 90±5°C që kërkohet nga pajisja. Nëse elektrolizuesi vazhdon të punojë pasi të arrijë temperaturën e vlerësuar, duhet përdorur nxehtësia e krijuar. Uji ftohës nxirret jashtë për të ruajtur temperaturën normale të zonës së reaksionit të elektrolizës. Temperatura e lartë në zonën e reaksionit të elektrolizës mund të zvogëlojë konsumin e energjisë, por nëse temperatura është shumë e lartë, membrana e dhomës së elektrolizës do të shkatërrohet, gjë që do të jetë gjithashtu e dëmshme për funksionimin afatgjatë të pajisjes.
Kjo pajisje kërkon që temperatura e funksionimit të mbahet në jo më shumë se 95°C. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni i gjeneruar duhet gjithashtu të ftohen dhe të hiqen, dhe pajisja ndreqëse e kontrolluar me silikon të ftohur me ujë është gjithashtu e pajisur me tubacionet e nevojshme ftohëse.
Trupi i pompës së pajisjeve të mëdha gjithashtu kërkon pjesëmarrjen e ujit ftohës.
(9) Mbushja me azot dhe sistemi i pastrimit të azotit
Përpara korrigjimit dhe përdorimit të pajisjes, sistemi duhet të mbushet me azot për testimin e ajrosjes. Përpara fillimit normal, faza e gazit e sistemit kërkohet gjithashtu të pastrohet me azot për të siguruar që gazi në hapësirën e fazës së gazit në të dy anët e hidrogjenit dhe oksigjenit të jetë larg nga diapazoni i ndezshëm dhe shpërthyes.
Pas mbylljes së pajisjes, sistemi i kontrollit do të mbajë automatikisht presionin dhe do të mbajë një sasi të caktuar hidrogjeni dhe oksigjeni brenda sistemit. Nëse presioni gjendet ende kur pajisja është e ndezur, nuk ka nevojë të kryeni pastrim. Megjithatë, nëse hiqet i gjithë presioni, do të duhet të pastrohet përsëri. Veprimi i pastrimit të azotit.
(10) Sistemi i tharjes (purifikimit) me hidrogjen (opsionale)
Hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit hiqet nga lagështia nga një tharëse paralele dhe në fund pluhurohet nga një filtër tub nikel i sinteruar për të marrë hidrogjen të thatë. (Sipas kërkesave të përdoruesit për hidrogjenin e produktit, sistemi mund të shtojë një pajisje pastrimi dhe pastrimi përdor deoksidimin katalitik bimetalik paladium-platin).
Hidrogjeni i prodhuar nga pajisja e prodhimit të hidrogjenit të elektrolizës së ujit dërgohet në pajisjen e pastrimit të hidrogjenit përmes rezervuarit tampon.
Hidrogjeni fillimisht kalon nëpër kullën e deoksigjenimit. Nën veprimin e katalizatorit, oksigjeni në hidrogjen reagon me hidrogjenin për të gjeneruar ujë.
Formula e reaksionit: 2H2+O2 2H2O.
Më pas, hidrogjeni kalon përmes kondensatorit të hidrogjenit (i cili ftoh gazin për të kondensuar avujt e ujit në gaz për të gjeneruar ujë, dhe uji i kondensuar shkarkohet automatikisht nga sistemi përmes kolektorit të lëngshëm) dhe hyn në kullën e adsorbimit.
Koha e postimit: Maj-14-2024
