ElektrolitihidrogjenNjësia e prodhimit përfshin një set të plotë të elektrolizës së ujithidrogjenpajisje prodhimi, ku pajisjet kryesore përfshijnë:
1. Qelizë elektrolitike
2. Pajisje për ndarjen e lëngjeve të gazta
3. Sistemi i tharjes dhe pastrimit
4. Pjesa elektrike përfshin: transformatorin, kabinetin e ndreqësit, kabinetin e kontrollit PLC, kabinetin e instrumenteve, kabinetin e shpërndarjes, kompjuterin e sipërm, etj.
5. Sistemi ndihmës përfshin kryesisht: rezervuar tretësire alkaline, rezervuar uji për lëndë të parë, pompë uji për mbushje, cilindër/zbar azoti, etj. 6. Sistemi ndihmës i përgjithshëm i pajisjeve përfshin: makinë uji të pastër, kullë ftohëse, ftohës, kompresor ajri, etj.
ftohës hidrogjeni dhe oksigjeni, dhe uji mblidhet nga një kurth pikash përpara se të dërgohet nën kontrollin e sistemit të kontrollit; Elektroliti kalon nëpërhidrogjendhe filtra alkaline oksigjeni, ftohës hidrogjeni dhe oksigjeni alkaline përkatësisht nën veprimin e pompës së qarkullimit, dhe më pas kthehet në qelizën elektrolitike për elektrolizë të mëtejshme.
Presioni i sistemit rregullohet nga sistemi i kontrollit të presionit dhe sistemi i kontrollit të presionit diferencial për të përmbushur kërkesat e proceseve dhe magazinimit në rrjedhën e poshtme.
Hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit ka avantazhet e pastërtisë së lartë dhe papastërtive të ulëta. Zakonisht, papastërtitë në gazin e hidrogjenit të prodhuar nga elektroliza e ujit janë vetëm oksigjen dhe ujë, pa përbërës të tjerë (gjë që mund të shmangë helmimin e disa katalizatorëve). Kjo siguron komoditet për prodhimin e gazit të hidrogjenit me pastërti të lartë, dhe gazi i pastruar mund të përmbushë standardet e gazrave industriale të gradës elektronike.
Hidrogjeni i prodhuar nga njësia e prodhimit të hidrogjenit kalon nëpër një rezervuar tampon për të stabilizuar presionin e punës së sistemit dhe për të larguar më tej ujin e lirë nga hidrogjeni.
Pasi hyn në pajisjen e pastrimit të hidrogjenit, hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit pastrohet më tej, duke përdorur parimet e reaksionit katalitik dhe adsorbimit me sitë molekulare për të hequr oksigjenin, ujin dhe papastërtitë e tjera nga hidrogjeni.
Pajisjet mund të konfigurojnë një sistem automatik rregullimi të prodhimit të hidrogjenit sipas situatës aktuale. Ndryshimet në ngarkesën e gazit do të shkaktojnë luhatje në presionin e rezervuarit të ruajtjes së hidrogjenit. Transmetuesi i presionit i instaluar në rezervuar do të japë një sinjal 4-20mA në PLC për krahasim me vlerën origjinale të vendosur, dhe pas transformimit invers dhe llogaritjes PID, do të japë një sinjal 20-4mA në kabinetin e ndreqësit për të rregulluar madhësinë e rrymës së elektrolizës, duke arritur kështu qëllimin e rregullimit automatik të prodhimit të hidrogjenit sipas ndryshimeve në ngarkesën e hidrogjenit.
Reaksioni i vetëm në procesin e prodhimit të hidrogjenit me anë të elektrolizës së ujit është uji (H2O), i cili duhet të furnizohet vazhdimisht me ujë të papërpunuar përmes një pompe rimbushjeje uji. Pozicioni i rimbushjes ndodhet në ndarësin e hidrogjenit ose oksigjenit. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni duhet të largojnë një sasi të vogël uji kur dalin nga sistemi. Pajisjet me konsum të ulët uji mund të konsumojnë 1L/Nm³ H2, ndërsa pajisjet më të mëdha mund ta zvogëlojnë atë në 0.9L/Nm³ H2. Sistemi rimbush vazhdimisht ujin e papërpunuar, gjë që mund të ruajë stabilitetin e nivelit dhe përqendrimit të lëngut alkalik. Ai gjithashtu mund të rimbushë ujin e reaguar në kohën e duhur për të ruajtur përqendrimin e tretësirës alkaline.
- Sistemi i ndreqësit të transformatorit
Ky sistem përbëhet kryesisht nga dy pajisje, një transformator dhe një kabinet ndreqësi. Funksioni i tij kryesor është të konvertojë energjinë AC 10/35KV të ofruar nga pronari i frontit në energjinë DC të kërkuar nga qeliza elektrolitike dhe të furnizojë energji DC në qelizën elektrolitike. Një pjesë e energjisë së furnizuar përdoret për të zbërthyer drejtpërdrejt molekulat e ujit në hidrogjen dhe oksigjen, dhe pjesa tjetër gjeneron nxehtësi, e cila përçohet nga ftohësi alkalin përmes ujit ftohës.
Shumica e transformatorëve janë të tipit vaj. Nëse vendosen brenda ose brenda një ene, mund të përdoren transformatorë të tipit të thatë. Transformatorët e përdorur për pajisjet elektrolitike të prodhimit të hidrogjenit të ujit janë transformatorë të veçantë që duhet të përputhen sipas të dhënave të secilës qelizë elektrolitike, kështu që ato janë pajisje të personalizuara.
Aktualisht, kabineti ndreqës më i përdorur është ai i tipit tiristor, i cili mbështetet nga prodhuesit e pajisjeve për shkak të kohës së gjatë të përdorimit, stabilitetit të lartë dhe çmimit të ulët. Megjithatë, për shkak të nevojës për të përshtatur pajisjet në shkallë të gjerë me energjinë e rinovueshme të përparme, efikasiteti i konvertimit të kabineteve ndreqëse tiristore është relativisht i ulët. Aktualisht, prodhues të ndryshëm të kabineteve ndreqëse po përpiqen të adoptojnë kabinete të reja ndreqëse IGBT. IGBT është tashmë shumë i zakonshëm në industri të tjera si energjia e erës, dhe besohet se kabinetet ndreqëse IGBT do të kenë zhvillim të ndjeshëm në të ardhmen.
- Sistemi i kabineteve të shpërndarjes
Kabineti i shpërndarjes përdoret kryesisht për të furnizuar me energji komponentë të ndryshëm me motorë në sistemin e ndarjes së hidrogjenit dhe pastrimit të oksigjenit pas pajisjeve elektrolitike të prodhimit të hidrogjenit të ujit, duke përfshirë pajisjet 400V ose zakonisht të referuara si 380V. Pajisjet përfshijnë pompën e qarkullimit alkali në strukturën e ndarjes së hidrogjenit dhe oksigjenit dhe pompën e ujit shtesë në sistemin ndihmës; Furnizimi me energji për telat e ngrohjes në sistemin e tharjes dhe pastrimit, si dhe sistemet ndihmëse të nevojshme për të gjithë sistemin, siç janë makinat e ujit të pastër, ftohësit, kompresorët e ajrit, kullat e ftohjes dhe kompresorët e hidrogjenit në prapavijë, makinat e hidrogjenizimit, etj., gjithashtu përfshin furnizimin me energji për ndriçimin, monitorimin dhe sisteme të tjera të të gjithë stacionit.
- Controsistemi l
Sistemi i kontrollit zbaton kontrollin automatik PLC. PLC-ja përgjithësisht përdor Siemens 1200 ose 1500 dhe është e pajisur me një ekran me prekje për ndërveprimin njeri-makinë. Funksionimi dhe shfaqja e parametrave të secilit sistem të pajisjes, si dhe shfaqja e logjikës së kontrollit, realizohen në ekranin me prekje.
5. Sistemi i qarkullimit të tretësirës alkaline
Ky sistem përfshin kryesisht pajisjet kryesore të mëposhtme:
Ndarës hidrogjeni dhe oksigjeni – Pompë qarkullimi e tretësirës alkaline – Valvulë – Filtër i tretësirës alkaline – Qelizë elektrolitike
Procesi kryesor është si më poshtë: tretësira alkaline e përzier me hidrogjen dhe oksigjen në ndarësin e hidrogjenit dhe oksigjenit ndahet nga ndarësi gaz-lëng dhe kthehet në pompën e qarkullimit të tretësirës alkaline. Ndarësi i hidrogjenit dhe ndarësi i oksigjenit janë të lidhur këtu, dhe pompa e qarkullimit të tretësirës alkaline e qarkullon tretësirën alkaline të kthyer në refluks në valvul dhe filtrin e tretësirës alkaline në pjesën e prapme. Pasi filtri të filtrojë papastërtitë e mëdha, tretësira alkaline qarkullon në brendësi të qelizës elektrolitike.
6. Sistemi i hidrogjenit
Gazi i hidrogjenit gjenerohet nga ana e elektrodës së katodës dhe arrin në ndarës së bashku me sistemin e qarkullimit të tretësirës alkaline. Brenda ndarësit, gazi i hidrogjenit është relativisht i lehtë dhe i ndarë natyrshëm nga tretësira alkaline, duke arritur në pjesën e sipërme të ndarësit. Pastaj, ai kalon nëpër tubacione për ndarje të mëtejshme, ftohet nga uji ftohës dhe mblidhet nga një kapës pikash për të arritur një pastërti prej rreth 99% përpara se të arrijë në sistemin e tharjes dhe pastrimit në pjesën e prapme.
Evakuimi: Evakuimi i gazit të hidrogjenit përdoret kryesisht gjatë periudhave të ndezjes dhe mbylljes, operacioneve jonormale ose kur pastërtia nuk i plotëson standardet, si dhe për zgjidhjen e problemeve.
7. Sistemi i oksigjenit
Rruga e oksigjenit është e ngjashme me atë të hidrogjenit, përveç se kryhet në ndarës të ndryshëm.
Zbrazja: Aktualisht, shumica e projekteve përdorin metodën e zbrazjes së oksigjenit.
Përdorimi: Vlera e përdorimit të oksigjenit është kuptimplotë vetëm në projekte të veçanta, siç janë aplikimet që mund të përdorin si hidrogjen ashtu edhe oksigjen me pastërti të lartë, siç janë prodhuesit e fibrave optike. Ekzistojnë gjithashtu disa projekte të mëdha që kanë rezervuar hapësirë për përdorimin e oksigjenit. Skenarët e aplikimeve në prapavijë janë për prodhimin e oksigjenit të lëngshëm pas tharjes dhe pastrimit, ose për oksigjen mjekësor përmes sistemeve të shpërndarjes. Megjithatë, saktësia e këtyre skenarëve të përdorimit ka ende nevojë për konfirmim të mëtejshëm.
8. Sistemi i ujit ftohës
Procesi i elektrolizës së ujit është një reaksion endotermik dhe procesi i prodhimit të hidrogjenit duhet të furnizohet me energji elektrike. Megjithatë, energjia elektrike e konsumuar në procesin e elektrolizës së ujit tejkalon thithjen teorike të nxehtësisë së reaksionit të elektrolizës së ujit. Me fjalë të tjera, një pjesë e energjisë elektrike të përdorur në qelizën e elektrolizës shndërrohet në nxehtësi, e cila përdoret kryesisht për të ngrohur sistemin e qarkullimit të tretësirës alkaline në fillim, duke e ngritur temperaturën e tretësirës alkaline në diapazonin e kërkuar të temperaturës prej 90 ± 5 ℃ për pajisjet. Nëse qeliza e elektrolizës vazhdon të funksionojë pasi të arrijë temperaturën e vlerësuar, nxehtësia e gjeneruar duhet të kryhet me ujë ftohës 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, diafragma e dhomës së elektrolizës do të dëmtohet, gjë që do të jetë gjithashtu e dëmshme për funksionimin afatgjatë të pajisjeve.
Temperatura optimale e funksionimit për këtë pajisje kërkohet të mbahet në jo më shumë se 95 ℃. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni i gjeneruar duhet të ftohen dhe të thahen, dhe pajisja ndreqëse tiristore e ftohur me ujë është gjithashtu e pajisur me tubacionet e nevojshme të ftohjes.
Trupi i pompës së pajisjeve të mëdha kërkon gjithashtu pjesëmarrjen e ujit ftohës.
- Sistemi i mbushjes me azot dhe pastrimit me azot
Para debugging-ut dhe vënies në punë të pajisjes, duhet të kryhet një test i ngushtësisë ndaj azotit në sistem. Para nisjes normale, kërkohet gjithashtu të pastrohet faza e gaztë e sistemit me azot për t'u siguruar që gazi në hapësirën e fazës së gaztë në të dyja anët e hidrogjenit dhe oksigjenit është larg diapazonit të ndezshëm dhe shpërthyes.
Pasi pajisja të fiket, sistemi i kontrollit do të ruajë automatikisht presionin dhe do të mbajë një sasi të caktuar hidrogjeni dhe oksigjeni brenda sistemit. Nëse presioni është ende i pranishëm gjatë ndezjes, nuk ka nevojë të kryhet një veprim pastrimi. Megjithatë, nëse presioni lehtësohet plotësisht, duhet të kryhet përsëri një veprim pastrimi me azot.
- Sistemi i tharjes (pastrimit) me hidrogjen (opsional)
Gazi i hidrogjenit i përgatitur nga elektroliza e ujit thahet nga një tharëse paralele dhe së fundmi pastrohet nga një filtër tubash nikeli i sinteruar për të përftuar gaz hidrogjeni të thatë. Sipas kërkesave të përdoruesit për hidrogjenin e produktit, sistemi mund të shtojë një pajisje pastrimi, e cila përdor deoksigjenimin katalitik bimetalik të paladium-platinit për pastrim.
Hidrogjeni i prodhuar nga njësia e prodhimit të hidrogjenit të elektrolizës së ujit dërgohet në njësinë e pastrimit të hidrogjenit përmes një rezervuari tampon.
Gazi i hidrogjenit kalon së pari nëpër një kullë deoksigjenimi dhe, nën veprimin e një katalizatori, oksigjeni në gazin e hidrogjenit reagon me gazin e hidrogjenit për të prodhuar ujë.
Formula e reagimit: 2H2+O2 2H2O.
Pastaj, gazi i hidrogjenit kalon nëpër një kondensator hidrogjeni (i cili e ftoh gazin për të kondensuar avujt e ujit në ujë, i cili shkarkohet automatikisht jashtë sistemit nëpërmjet një kolektori) dhe hyn në kullën e adsorbimit.
Koha e postimit: 03 Dhjetor 2024
