Den elektrolytiskaväteproduktionsenheten inkluderar en komplett uppsättning vattenelektrolysväteproduktionsutrustning, med huvudutrustningen inklusive:
1. Elektrolytisk cell
2. Gasvätskeseparationsanordning
3. Tork- och reningssystem
4. Den elektriska delen inkluderar: transformator, likriktarskåp, PLC-styrskåp, instrumentskåp, distributionsskåp, övre dator, etc.
5. Hjälpsystemet inkluderar huvudsakligen: alkalilösningstank, råvaruvattentank, påfyllningsvattenpump, kvävecylinder/skena, etc/ 6. Utrustningens övergripande hjälpsystem inkluderar: rent vattenmaskin, kyltorn, kylare, luftkompressor etc
väte- och syrgaskylare, och vattnet samlas upp av en droppfälla innan det skickas ut under kontroll av kontrollsystemet; Elektrolyten passerar igenomväteoch syrealkalifilter, väte- och syrealkalikylare respektive under inverkan av cirkulationspumpen, och återvänder sedan till elektrolyscellen för vidare elektrolys.
Systemets tryck regleras av tryckkontrollsystemet och differentialtryckskontrollsystemet för att uppfylla kraven för nedströmsprocesser och lagring.
Vätet som produceras genom vattenelektrolys har fördelarna med hög renhet och låga föroreningar. Vanligtvis är föroreningarna i vätgasen som produceras genom vattenelektrolys endast syre och vatten, utan andra komponenter (vilket kan undvika förgiftning av vissa katalysatorer). Detta ger bekvämlighet för att producera högren vätgas, och den renade gasen kan uppfylla standarderna för industriella gaser av elektronisk kvalitet.
Vätgasen som produceras av väteproduktionsenheten passerar genom en bufferttank för att stabilisera systemets arbetstryck och ytterligare avlägsna fritt vatten från vätgasen.
Efter att ha kommit in i vätereningsanordningen renas vätet som produceras genom vattenelektrolys ytterligare, med hjälp av principerna för katalytisk reaktion och molekylsiladsorption för att avlägsna syre, vatten och andra föroreningar från vätet.
Utrustningen kan ställa in ett automatiskt justeringssystem för vätgasproduktion enligt den faktiska situationen. Ändringar i gasbelastningen kommer att orsaka fluktuationer i trycket i vätgaslagringstanken. Tryckgivaren som är installerad på lagringstanken kommer att mata ut en 4-20mA-signal till PLC:n för jämförelse med det ursprungliga inställda värdet, och efter omvänd transformation och PID-beräkning matar du ut en 20-4mA-signal till likriktarskåpet för att justera storleken på elektrolysström, för att därigenom uppnå syftet med automatisk justering av väteproduktionen efter förändringar i vätebelastningen.
Den enda reaktionen i processen för väteproduktion genom vattenelektrolys är vatten (H2O), som kontinuerligt måste förses med råvatten genom en vattenpåfyllningspump. Påfyllningspositionen är placerad på väte- eller syreavskiljaren. Dessutom behöver väte och syre ta bort en liten mängd vatten när de lämnar systemet. Utrustning med låg vattenförbrukning kan förbruka 1L/Nm ³ H2, medan större utrustning kan minska den till 0,9L/Nm ³ H2. Systemet fyller kontinuerligt på råvatten, vilket kan bibehålla stabiliteten hos den alkaliska vätskenivån och koncentrationen. Det kan också fylla på det reagerade vattnet i tid för att bibehålla koncentrationen av den alkaliska lösningen.
- Transformatorlikriktarsystem
Detta system består huvudsakligen av två enheter, en transformator och ett likriktarskåp. Dess huvudsakliga funktion är att omvandla den 10/35KV växelström som tillhandahålls av front-end-ägaren till den likström som krävs av elektrolyscellen, och leverera likström till elektrolyscellen. En del av den tillförda kraften används för att direkt sönderdela vattenmolekyler till väte och syre, och den andra delen genererar värme, som bärs av alkalikylaren genom kylvatten.
De flesta transformatorerna är av oljetyp. Om de placeras inomhus eller inuti en behållare, kan torrtypstransformatorer användas. Transformatorerna som används för utrustning för produktion av elektrolytisk vattenväte är speciella transformatorer som måste matchas enligt data från varje elektrolytisk cell, så de är skräddarsydd utrustning.
För närvarande är det mest använda likriktarskåpet tyristortypen, som stöds av utrustningstillverkare på grund av dess långa användningstid, höga stabilitet och låga pris. Men på grund av behovet av att anpassa storskalig utrustning till front-end förnybar energi, är omvandlingseffektiviteten för tyristorlikriktarskåp relativt låg. För närvarande strävar olika likriktarskåptillverkare efter att ta till sig nya IGBT-likriktarskåp. IGBT är redan mycket vanligt i andra branscher som vindkraft och man tror att IGBT likriktarskåp kommer att ha en betydande utveckling i framtiden.
- Fördelningsskåpssystem
Distributionsskåpet används huvudsakligen för att leverera ström till olika komponenter med motorer i vätesyreseparations- och reningssystemet bakom den elektrolytiska vattenväteproduktionsutrustningen, inklusive 400V eller vanligen kallad 380V-utrustning. Utrustningen inkluderar alkalicirkulationspumpen i vätesyreseparationsramverket och påfyllningsvattenpumpen i hjälpsystemet; Strömförsörjningen för värmetrådarna i tork- och reningssystemet, samt de hjälpsystem som krävs för hela systemet såsom rentvattenmaskiner, kylare, luftkompressorer, kyltorn och back-end vätgaskompressorer, hydreringsmaskiner, etc. ., inkluderar även strömförsörjningen för hela stationens belysning, övervakning och andra system.
- Control system
Styrsystemet implementerar PLC automatisk styrning. PLC:n använder i allmänhet Siemens 1200 eller 1500 och är utrustad med en pekskärm för interaktion mellan människa och maskin. Funktionen och parametervisningen för varje system i utrustningen samt visningen av kontrolllogik realiseras på pekskärmen.
5. Cirkulationssystem för alkalilösning
Detta system innehåller huvudsakligen följande huvudutrustning:
Vätesyreavskiljare – Alkalilösningscirkulationspump – Ventil – Alkalilösningsfilter – Elektrolyscell
Huvudprocessen är som följer: den alkaliska lösningen blandad med väte och syre i vätesyreseparatorn separeras av gas-vätskeseparatorn och återloppskokas till cirkulationspumpen för alkalisk lösning. Väteavskiljaren och syrgasseparatorn är anslutna här, och cirkulationspumpen för alkalisk lösning cirkulerar den återloppskokta alkaliska lösningen till ventilen och filtret för alkalisk lösning i bakänden. Efter att filtret filtrerar bort stora föroreningar cirkuleras den alkaliska lösningen till insidan av elektrolyscellen.
6. Vätesystem
Vätgas genereras från katodelektrodsidan och når separatorn tillsammans med cirkulationssystemet för alkalisk lösning. Inuti separatorn är vätgas relativt lätt och naturligt separerad från den alkaliska lösningen och når den övre delen av separatorn. Sedan passerar den genom rörledningar för ytterligare separation, kyls med kylvatten och samlas upp av en droppfångare för att uppnå en renhet på cirka 99 % innan den når back-end torkning och reningssystem.
Evakuering: Evakueringen av vätgas används huvudsakligen under uppstarts- och avstängningsperioder, onormala operationer, eller när renhet inte uppfyller standarder, samt för felsökning.
7. Syresystem
Syrets väg liknar den för väte, förutom att den utförs i olika separatorer.
Tömning: För närvarande använder de flesta projekt metoden att tömma syrgas.
Utnyttjande: Syrets nyttjandevärde är endast meningsfullt i speciella projekt, såsom applikationer som kan använda både väte och högrent syre, såsom fiberoptiktillverkare. Det finns också några stora projekt som har reserverat utrymme för utnyttjande av syre. Backend-applikationsscenarierna är för produktion av flytande syre efter torkning och rening, eller för medicinskt syre genom dispersionssystem. Precisionen i dessa användningsscenarier behöver dock fortfarande bekräftas.
8. Kylvattensystem
Elektrolysprocessen av vatten är en endoterm reaktion, och väteproduktionsprocessen måste förses med elektrisk energi. Den elektriska energin som förbrukas i vattenelektrolysprocessen överstiger emellertid den teoretiska värmeabsorptionen av vattenelektrolysreaktionen. Med andra ord omvandlas en del av elektriciteten som används i elektrolyscellen till värme, som huvudsakligen används för att värma det alkaliska lösningens cirkulationssystem i början, vilket höjer temperaturen på den alkaliska lösningen till det erforderliga temperaturintervallet på 90 ± 5 ℃ för utrustningen. Om elektrolyscellen fortsätter att fungera efter att ha nått den nominella temperaturen, måste den alstrade värmen utföras av kylvatten för att bibehålla den normala temperaturen i elektrolysreaktionszonen. Den höga temperaturen i elektrolysreaktionszonen kan minska energiförbrukningen, men om temperaturen är för hög kommer elektrolyskammarens membran att skadas, vilket också kommer att vara skadligt för utrustningens långvariga drift.
Den optimala driftstemperaturen för denna enhet måste hållas vid högst 95 ℃. Dessutom måste det genererade vätet och syret också kylas och avfuktas, och den vattenkylda tyristorlikriktaranordningen är också utrustad med nödvändiga kylrörledningar.
Pumpkroppen av stor utrustning kräver också deltagande av kylvatten.
- Kvävepåfyllning och kvävereningssystem
Innan du felsöker och använder enheten bör ett kvävetäthetstest utföras på systemet. Innan normal uppstart krävs också att systemets gasfas rensas med kväve för att säkerställa att gasen i gasfasutrymmet på båda sidor om vätgas och syre är långt borta från det brandfarliga och explosiva området.
Efter att utrustningen stängts av kommer styrsystemet automatiskt att bibehålla trycket och behålla en viss mängd väte och syre inuti systemet. Om trycket fortfarande är närvarande under start, finns det inget behov av att utföra en spolningsåtgärd. Men om trycket avlastas helt, måste en kväverensningsåtgärd utföras igen.
- System för torkning av väte (rening) (valfritt)
Vätgasen som framställs från vattenelektrolys avfuktas av en parallelltork och renas slutligen med ett sintrat nickelrörsfilter för att erhålla torr vätgas. Enligt användarens krav för produktväte kan systemet lägga till en reningsanordning som använder palladiumplatina bimetallisk katalytisk deoxygenering för rening.
Vätgasen som produceras av väteproduktionsenheten för vattenelektrolys skickas till vätereningsenheten genom en bufferttank.
Vätgasen passerar först genom ett deoxygenationstorn, och under inverkan av en katalysator reagerar syret i vätgasen med vätgasen för att producera vatten.
Reaktionsformel: 2H2+O2 2H2O.
Därefter passerar vätgasen genom en vätekondensor (som kyler gasen för att kondensera vattenånga till vatten, som automatiskt släpps ut utanför systemet genom en kollektor) och kommer in i adsorptionstornet.
Posttid: Dec-03-2024
