ElektrolitikehidrogjeniNjësia e prodhimit përfshin një grup të plotë të elektrolizës së ujithidrogjenipajisjet e prodhimit, me pajisjet kryesore duke përfshirë:
1. Qelizë elektrolitike
2. Pajisja për ndarjen e lëngjeve të gazit
3. Sistemi i tharjes dhe pastrimit
4. Pjesa elektrike perfshin: transformator, kabinet ndreqes, kabinet kontrolli PLC, kabinet instrumentesh, kabinet shperndares, kompjuter i siperm etj.
5. Sistemi ndihmës përfshin kryesisht: rezervuarin e tretësirës alkaline, rezervuarin e ujit të lëndës së parë, pompën e ujit të grimcuar, cilindrin/zbarrën e azotit, etj/ 6. Sistemi i përgjithshëm ndihmës i pajisjes përfshin: makinën e ujit të pastër, kullën e chiller, chiller, kompresor ajri etj
ftohës me hidrogjen dhe oksigjen, dhe uji mblidhet nga një kurth pikash përpara se të dërgohet nën kontrollin e sistemit të kontrollit; Elektroliti kalon nëpërhidrogjenidhe filtrat e alkalit të oksigjenit, ftohësit e alkalit të hidrogjenit dhe oksigjenit përkatësisht nën veprimin e pompës së qarkullimit, dhe më pas kthehen 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 në rrjedhën e poshtme dhe ruajtjes.
Hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit ka përparësitë 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 (që mund të shmangin helmimin e katalizatorëve të caktuar). Kjo ofron lehtësi për prodhimin e gazit hidrogjen me pastërti të lartë dhe gazi i pastruar mund të përmbushë standardet e gazeve industriale të shkallës elektronike.
Hidrogjeni i prodhuar nga njësia 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 nga hidrogjeni.
Pas hyrjes në pajisjen e pastrimit të hidrogjenit, hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza e ujit pastrohet më tej, duke përdorur parimet e reaksionit katalitik dhe adsorbimit të sitës molekulare për të hequr oksigjenin, ujin dhe papastërtitë e tjera nga hidrogjeni.
Pajisja mund të vendosë një sistem automatik të rregullimit të prodhimit të 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 në PLC për krahasim me vlerën e vendosur origjinale, dhe pas transformimit të kundërt dhe llogaritjes PID, nxjerr një sinjal 20-4 mA në kabinetin ndreqës për të rregulluar madhësinë e rryma e 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 nga elektroliza e ujit është uji (H2O), i cili duhet të furnizohet vazhdimisht me ujë të papërpunuar përmes një pompe për rimbushjen e ujit. Pozicioni i rimbushjes ndodhet në ndarësin e hidrogjenit ose oksigjenit. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni duhet të heqin një sasi të vogël uji kur largohen nga sistemi. Pajisjet me konsum të ulët uji mund të konsumojnë 1L/Nm ³ H2, ndërsa pajisjet më të mëdha mund ta reduktojnë atë në 0,9L/Nm ³ H2. Sistemi rimbush vazhdimisht ujin e papërpunuar, i cili 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 ndreqës i transformatorit
Ky sistem përbëhet kryesisht nga dy pajisje, një transformator dhe një kabinet ndreqës. Funksioni i tij kryesor është të konvertojë energjinë AC 10/35 KV të siguruar nga pronari i pjesës së përparme në fuqinë DC të kërkuar nga qeliza elektrolitike dhe të furnizojë energji DC në qelizën elektrolitike. Një pjesë e fuqisë së furnizuar përdoret për të dekompozuar drejtpërdrejt molekulat e ujit në hidrogjen dhe oksigjen, dhe pjesa tjetër gjeneron nxehtësi, e cila kryhet nga ftohësi alkali 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 për pajisjet e prodhimit të hidrogjenit me ujë elektrolitik janë transformatorë të veçantë që duhet të përputhen sipas të dhënave të çdo qelize elektrolitike, pra janë pajisje të personalizuara.
Aktualisht, kabineti ndreqës më i përdorur është tipi i tiristorit, 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 ndreqës të tiristorit është relativisht i ulët. Aktualisht, prodhues të ndryshëm të kabineteve ndreqës po përpiqen të miratojnë kabinete të reja ndreqëse IGBT. IGBT është tashmë shumë e zakonshme në industri të tjera si energjia e erës, dhe besohet se kabinetet ndreqëse IGBT do të kenë zhvillim të rëndësishëm në të ardhmen.
- Sistemi i kabinetit të shpërndarjes
Kabineti i shpërndarjes përdoret kryesisht për furnizimin me energji të komponentëve të ndryshëm me motorë në sistemin e ndarjes dhe pastrimit të oksigjenit të hidrogjenit pas pajisjeve të prodhimit të hidrogjenit me ujë elektrolitik, duke përfshirë 400V ose zakonisht të referuara si pajisje 380V. Pajisja përfshin pompën e qarkullimit të alkalit në kornizën e ndarjes së oksigjenit të hidrogjenit dhe pompën e ujit të përbërjes në sistemin ndihmës; Furnizimi me energji elektrike për telat e ngrohjes në sistemin e tharjes dhe pastrimit, si dhe sistemet ndihmëse të nevojshme për të gjithë sistemin si makinat e ujit të pastër, ftohësit, kompresorët e ajrit, kullat ftohëse dhe kompresorët e pasëm me hidrogjen, makinat e hidrogjenizimit, etj. ., përfshin edhe furnizimin me energji elektrike për ndriçimin, monitorimin dhe sistemet e tjera të të gjithë stacionit.
- Cintrol sistem
Sistemi i kontrollit zbaton kontrollin automatik PLC. PLC në përgjithësi miraton Siemens 1200 ose 1500 dhe është i pajisur me një ekran me prekje të ndërveprimit njeri-makinë. Funksionimi dhe shfaqja e parametrave të çdo sistemi të pajisjes si dhe shfaqja e logjikës së kontrollit realizohen në ekranin me prekje.
5. Sistemi i qarkullimit të tretësirës alkali
Ky sistem përfshin kryesisht pajisjet kryesore të mëposhtme:
Ndarësi i oksigjenit të hidrogjenit - Pompë qarkullimi me tretësirë alkali - Valvula - Filtri i tretësirës alkali - Qelizë elektrolitike
Procesi kryesor është si më poshtë: tretësira alkaline e përzier me hidrogjen dhe oksigjen në ndarësin e oksigjenit të hidrogjenit 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 qarkullon tretësirën alkaline të refluksit në valvulën dhe filtrin e tretësirës alkaline në pjesën e pasme. Pasi filtri filtron papastërtitë e mëdha, tretësira alkaline qarkullohet në brendësi të qelizës elektrolitike.
6.Sistemi i hidrogjenit
Gazi i hidrogjenit gjenerohet nga ana e elektrodës së katodës dhe arrin në ndarësin së bashku me sistemin e qarkullimit të tretësirës alkaline. Brenda ndarësit, gazi hidrogjen është relativisht i lehtë dhe ndahet natyrshëm nga tretësira alkaline, duke arritur në pjesën e sipërme të ndarësit. Më pas, ai kalon përmes tubacioneve për ndarje të mëtejshme, ftohet nga uji ftohës dhe mblidhet nga një kapëse pikash për të arritur një pastërti prej rreth 99% përpara se të arrijë në sistemin e tharjes dhe pastrimit në fund.
Evakuimi: Evakuimi i gazit të hidrogjenit përdoret kryesisht gjatë periudhave të fillimit 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 që 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, të tilla si aplikacionet 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 janë për prodhimin e oksigjenit të lëngshëm pas tharjes dhe pastrimit, ose për oksigjenin mjekësor përmes sistemeve të dispersionit. Megjithatë, saktësia e këtyre skenarëve të shfrytëzimit 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 ngrohjen e sistemit të qarkullimit të tretësirës alkaline në fillim, duke ngritur temperaturën e tretësirës alkaline në intervalin e kërkuar të temperaturës prej 90 ± 5. ℃ për pajisjet. Nëse qeliza e elektrolizës vazhdon të funksionojë pas arritjes së temperaturës së 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 pajisjes.
Temperatura optimale e funksionimit për këtë pajisje kërkohet të mbahet në jo më shumë se 95 ℃. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni i gjeneruar gjithashtu duhet të ftohen dhe të hiqen, dhe pajisja ndreqëse e tiristorit 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.
- Sistemi i mbushjes dhe pastrimit me azot
Përpara se të korrigjoni dhe përdorni pajisjen, duhet të kryhet një test i ngushtësisë së azotit në sistem. Përpara fillimit normal, kërkohet gjithashtu që të pastrohet faza e gazit e sistemit me azot për të siguruar që gazi në hapësirën e fazës së gazit në të dy anët e hidrogjenit dhe oksigjenit të jetë shumë 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 është ende i pranishëm gjatë fillimit, nuk ka nevojë të kryeni një veprim pastrimi. Megjithatë, nëse presioni lirohet plotësisht, duhet të kryhet përsëri një veprim i pastrimit të azotit.
- Sistemi i tharjes (purifikimit) me hidrogjen (opsionale)
Gazi i hidrogjenit i përgatitur nga elektroliza e ujit hiqet nga lagështia nga një tharëse paralele dhe në fund pastrohet nga një filtër tub nikel i sinteruar për të marrë gaz hidrogjeni të thatë. Sipas kërkesave të përdoruesit për hidrogjenin e produktit, sistemi mund të shtojë një pajisje pastrimi, e cila përdor deoksigjenim katalitik bimetalik paladium platinum 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 fillimisht kalon nëpër një kullë deoksigjenimi dhe nën veprimin e një katalizatori, oksigjeni në gazin e hidrogjenit reagon me gazin hidrogjen për të prodhuar ujë.
Formula e reaksionit: 2H2+O2 2H2O.
Më pas, gazi i hidrogjenit kalon nëpër një kondensator hidrogjeni (i cili ftoh gazin për të kondensuar avujt e ujit në ujë, i cili shkarkohet automatikisht jashtë sistemit përmes një kolektori) dhe hyn në kullën e adsorbimit.
Koha e postimit: Dhjetor-03-2024
