D'Produktiounseenheet fir d'Elektrolyse vu Waasserstoff enthält e komplette Set vun Ausrüstung fir d'Produktioun vu Waasserelektrolyse-Waasserstoff. Déi wichtegst Ausrüstung ass:
1. Elektrolyséierer
2. Gas-Flëssegkeets-Trennungsapparat
3. Dréchnungs- a Reinigungssystem
4. Den elektreschen Deel ëmfaasst: Transformator, Gläichrichterschrank, PLC-Programmsteierschrank, Instrumentenschrank, Stroumverdeelungsschrank, Hostcomputer, etc.
5. Den Hëllefssystem ëmfaasst haaptsächlech: Alkali-Tank, Rohmaterialwassertank, Waasserversuergungspompel, Stéckstofffläsch/Samleeschinn, etc.
6. Dat allgemengt Hëllefssystem vun der Ausrüstung ëmfaasst: Reinwassermaschinn, Killwaassertuerm, Killgerät, Loftkompressor, etc.
An der elektrolytescher Waasserstoffproduktiounseenheet gëtt Waasser am Elektrolyser ënner der Wierkung vum Gläichstroum an een Deel Waasserstoff an en Deel Sauerstoff zerluecht. De generéierte Waasserstoff a Sauerstoff ginn zesumme mam Elektrolyt an den Gas-Flëssegkeetsseparator fir d'Trennung geschéckt. De Waasserstoff an de Sauerstoff ginn vun de Waasserstoff- a Sauerstoffkühler gekillt, an den Drëpsefänger fänkt d'Waasser op an zitt et ewech, an dann ënner der Kontroll vum Kontrollsystem erausgeschéckt; den Elektrolyt passéiert duerch de Waasserstoff, de Sauerstoff-Alkalifilter, de Waasserstoff, de Sauerstoff-Alkalifilter usw. ënner der Wierkung vun der Zirkulatiounspompel. Flëssegkeetskühler geet dann zréck an den Elektrolyser fir d'Elektrolyse weiderzeféieren.
Den Drock vum System gëtt iwwer den Drockregelsystem an den Differenzdrockregelsystem ugepasst, fir den Ufuerderunge vun de spéideren Prozesser an der Lagerung gerecht ze ginn.
Waasserstoff, deen duerch Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, huet d'Virdeeler vun héijer Rengheet a wéineg Ongereinheeten. Normalerweis besteet den Ongereinheeten am Waasserstoff, deen duerch Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, nëmme vu Sauerstoff a Waasser, a kengen anere Komponenten (wat d'Vergëftung vu verschiddene Katalysatoren verhënnere kann), wat d'Produktioun vu Waasserstoff mat héijer Rengheet vereinfacht. No der Reinigung kann dat produzéiert Gas d'Indikatoren fir Industriegas vun elektronescher Qualitéit erreechen.
De Waasserstoff, dee vum Waasserstoffproduktiounsapparat produzéiert gëtt, leeft duerch e Puffertank, fir den Aarbechtsdrock vum System ze stabiliséieren a weider fräit Waasser am Waasserstoff ze entfernen.
Nodeems de Waasserstoff an d'Waasserstoffreinigungsanlag erakënnt, gëtt de Waasserstoff, deen duerch d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, weider gereinegt, an Sauerstoff, Waasser an aner Ongereinheeten am Waasserstoff ginn no de Prinzipie vun der katalytescher Reaktioun an der Molekularsieb-Adsorptioun ewechgeholl.
D'Ausrüstung kann en automatescht Upassungssystem fir d'Waasserstoffproduktioun no der tatsächlecher Situatioun opstellen. Ännerungen an der Gasbelaaschtung verursaache Schwankungen am Drock vum Waasserstoffspeichertank. Den Drocktransmitter, deen um Späichertank installéiert ass, gëtt e Signal vun 4-20mA aus a schéckt et un d'PLC. Nodeems den ursprénglechen Astellungswäert verglach an eng invers Transformatioun an eng PID-Berechnung duerchgefouert goufen, gëtt e Signal vun 20~4mA ausginn an un de Gläichrichterschrank geschéckt, fir d'Gréisst vum Elektrolysestroum unzepassen, wouduerch den Zweck vun der automatescher Upassung vun der Waasserstoffproduktioun no Ännerungen an der Waasserstoffbelaaschtung erreecht gëtt.
Ausrüstung fir d'Produktioun vu Waasserstoff fir alkalisch Waasserelektrolyse ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Systemer:
(1) Waassersystem fir Réistoffer
Dat eenzegt, wat am Waasserstoffproduktiounsprozess vun der Waasserelektrolyse reagéiert, ass Waasser (H2O), dat kontinuéierlech mat Réiwaasser iwwer eng Waasseropfëllungspompel muss opgefëllt ginn. D'Waasseropfëllungspositioun ass um Waasserstoff- oder Sauerstoffseparator. Zousätzlech muss eng kleng Quantitéit u Waasserstoff a Sauerstoff ewechgeholl ginn, wa se de System verloossen. De Waasserverbrauch vu klenge Geräter ass 1L/Nm³H2, an dee vu grousse Geräter kann op 0,9L/Nm³H2 reduzéiert ginn. De System nährt kontinuéierlech Réiwaasser op. Duerch d'Waasseropfëllung kann d'Stabilitéit vum Alkali-Flëssegkeetsniveau an d'Alkali-Konzentratioun erhale bleiwen, an d'Reaktiounsléisung kann rechtzäiteg mat Waasser opgefëllt ginn, fir d'Konzentratioun vum Laug z'erhalen.
2) Transformatorgläichrichtersystem
Dëst System besteet haaptsächlech aus zwou Apparater: engem Transformator an engem Gläichrichtergehäuse. Seng Haaptfunktioun ass et, déi vum Frontend-Besëtzer geliwwert 10/35 kV Wiesselstroum an déi vum Elektrolyséierer gebraucht Gläichstroum ëmzewandelen an dem Elektrolyséierer Gläichstroum ze liwweren. En Deel vun der geliwwerter Energie gëtt benotzt fir Waasser direkt ze zersetzen. D'Moleküle si Waasserstoff a Sauerstoff, an den aneren Deel generéiert Hëtzt, déi vum Laugkühler duerch Killwaasser erausgeholl gëtt.
Déi meescht Transformatoren si vum Uelegtyp. Wa se dobannen oder an engem Behälter placéiert ginn, kënnen och dréchen Transformatoren benotzt ginn. D'Transformatoren, déi an Ausrüstung fir d'Produktioun vu Waasserstoff an der elektrolytescher Waasserstoffproduktioun benotzt ginn, si speziell Transformatoren a mussen no den Donnéeë vun all Elektrolyser ugepasst ginn, sou datt si personaliséiert Ausrüstung sinn.
(3) Stroumverdeelungsschranksystem
De Stroumverdeelungsschrank gëtt haaptsächlech benotzt fir 400V oder allgemeng bekannt als 380V Ausrüstung un verschidde Komponenten mat Motoren an de Waasserstoff- a Sauerstoff-Trenn- a Reinigungssystemer hannert der elektrolytescher Waasserwaasserstoffproduktiounsausrüstung ze liwweren. D'Ausrüstung enthält d'Alkalizirkulatioun am Waasserstoff- a Sauerstoff-Trennungsrahmen. Pompelen, Waasseropfëllungspompelen an Hëllefssystemer; Heizleitungen an Trocknungs- a Reinigungssystemer, an Hëllefssystemer, déi vum ganze System erfuerderlech sinn, wéi z. B. Rengwaassermaschinnen, Killanlagen, Loftkompressoren, Killtierm, a Backend-Waasserstoffkompressoren, Hydréierungsmaschinnen an aner Ausrüstung. D'Stroumversuergung enthält och d'Stroumversuergung fir Beliichtung, Iwwerwaachung an aner Systemer vun der ganzer Statioun.
(4) Kontrollsystem
De Kontrollsystem implementéiert eng automatesch PLC-Steierung. D'PLC benotzt normalerweis Siemens 1200 oder 1500. Si ass mat engem Touchscreen fir Mënsch-Computer-Interaktioun ausgestatt, an d'Operatioun an d'Parameteranzeige vun all System vum Apparat an d'Affichage vun der Kontrolllogik ginn um Touchscreen realiséiert.
5) Alkali-Zirkulatiounssystem
Dëst System ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Haaptausrüstung:
Waasserstoff- a Sauerstoffseparator - Alkali-Zirkulatiounspompel - Ventil - Alkalifilter - Elektrolyser
Den Haaptprozess ass: Déi Alkali-Flëssegkeet, déi mat Waasserstoff a Sauerstoff am Waasserstoff- a Sauerstoffseparator gemëscht ass, gëtt vum Gas-Flëssegkeetseparator getrennt a fléisst dann zréck an d'Alkali-Flëssegkeetszirkulatiounspompel. Hei sinn de Waasserstoffseparator an de Sauerstoffseparator verbonnen, an d'Alkali-Flëssegkeetszirkulatiounspompel refluxéiert. D'Alkali-Flëssegkeet zirkuléiert an de Ventil an den Alkali-Flëssegkeetsfilter um hënneschten Enn. Nodeems de Filter grouss Ongereimtheeten erausgefiltert huet, zirkuléiert d'Alkali-Flëssegkeet an den Elektrolyser.
(6) Waasserstoffsystem
Waasserstoff gëtt vun der Kathodelektrodesäit generéiert a erreecht den Trennwand zesumme mam Zirkulatiounssystem vun der Alkali-Flëssegkeet. Am Trennwand trennt sech de Waasserstoff selwer, well en relativ liicht ass, natierlech vun der Alkali-Flëssegkeet an erreecht den ieweschten Deel vum Trennwand, an da passéiert en duerch d'Pipeline fir weider Trennung a Killung. Nom Ofkille mam Waasser fänkt den Drëpsefänger d'Drëpsen op a erreecht eng Rengheet vu ronn 99%, wat dann an den Trocknungs- a Reinigungssystem um Réck ukënnt.
Evakuéierung: D'Evakuéierung vu Waasserstoff gëtt haaptsächlech fir d'Evakuéierung beim Start an Ausschalten, anormalen Operatiounen oder Rengheetsversoen, a fir d'Evakuéierung vu Feeler benotzt.
(7) Sauerstoffsystem
De Wee fir Sauerstoff ass ähnlech wéi dee fir Waasserstoff, awer an engem aneren Separator.
Evakuéierung: Am Moment ginn déi meescht Sauerstoffprojeten duerch Evakuéierung behandelt.
Notzung: De Notzungswäert vu Sauerstoff ass nëmme bei spezielle Projeten sënnvoll, wéi zum Beispill verschidden Uwendungsszenarien, déi souwuel Waasserstoff wéi och héichreine Sauerstoff benotze kënnen, wéi zum Beispill bei Glasfaserhersteller. Et gëtt och e puer grouss Projeten, déi Plaz fir d'Notzung vu Sauerstoff reservéiert hunn. Déi Backend-Uwendungsszenarien sinn d'Produktioun vu flëssegem Sauerstoff no der Trocknung an der Reinigung oder d'Notzung vu medizineschem Sauerstoff duerch en Dispersiounssystem. D'Verfeinerung vun dësen Notzungsszenarien muss awer nach festgeluecht ginn. Weider Bestätegung.
(8) Killwaassersystem
Den Elektrolyseprozess vu Waasser ass eng endotherm Reaktioun. De Waasserstoffproduktiounsprozess muss mat elektrescher Energie versuergt ginn. Wéi och ëmmer, d'elektresch Energie, déi duerch de Waasserelektrolyseprozess verbraucht gëtt, iwwerschreit déi theoretesch Hëtztabsorptioun vun der Waasserelektrolysereaktioun. Dat heescht, en Deel vum Stroum, deen vum Elektrolyser verbraucht gëtt, gëtt a Hëtzt ëmgewandelt. Dësen Deel vun der Hëtzt gëtt haaptsächlech benotzt fir den Alkali-Zirkulatiounssystem am Ufank ze hëtzen, sou datt d'Temperatur vun der Alkali-Léisung op den Temperaturberäich vun 90±5°C klëmmt, deen vum Apparat verlaangt gëtt. Wann den Elektrolyser no der Erreechung vun der Nenntemperatur weider funktionéiert, muss déi generéiert Hëtzt benotzt ginn. Killwaasser gëtt erausgefouert fir déi normal Temperatur vun der Elektrolyse-Reaktiounszon z'erhalen. Déi héich Temperatur an der Elektrolyse-Reaktiounszon kann den Energieverbrauch reduzéieren, awer wann d'Temperatur ze héich ass, gëtt d'Membran vun der Elektrolysekammer zerstéiert, wat och schiedlech fir de laangfristege Betrib vum Apparat ass.
Dësen Apparat erfuerdert datt d'Betribstemperatur op maximal 95°C gehale gëtt. Zousätzlech mussen de generéierte Waasserstoff a Sauerstoff och gekillt an entfeucht ginn, an de waassergekillte Silizium-Gläichrichter ass och mat den néidege Killleitungen ausgestatt.
De Pompelkierper vu groussen Ausrüstungen erfuerdert och d'Participatioun vu Killwaasser.
(9) Stickstofffëllungs- a Stickstoffspülungssystem
Virum Debugging an dem Betrib vum Apparat muss de System mat Stéckstoff gefëllt ginn, fir d'Loftdichtheet ze testen. Virum normale Start muss d'Gasphas vum System och mat Stéckstoff gespullt ginn, fir sécherzestellen, datt de Gas am Gasphasraum op béide Säite vum Waasserstoff a Sauerstoff net am brennbare an explosive Beräich ass.
Nodeems d'Ausrüstung ausgeschalt gouf, hält de Kontrollsystem automatesch den Drock oprecht a behält eng gewëssen Quantitéit u Waasserstoff a Sauerstoff am System. Wann den Drock beim Uschalten nach ëmmer festgestallt gëtt, ass et net néideg, d'Ausrüstung ze spülen. Wann awer den Drock komplett ewechgeholl gouf, muss se nach eng Kéier gespült ginn. Stéckstoff-Spülung.
(10) Waasserstoff-Trocknungssystem (Reinigungssystem) (optional)
De Waasserstoff, deen duerch d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, gëtt vun engem Paralleltrockner entfeuchtet a schliisslech vun engem gesinterten Nickelröhrchenfilter ofgestaubt, fir dréchene Waasserstoff ze kréien. (Jee no den Ufuerderunge vum Benotzer fir de Produktwaasserstoff kann de System eng Reinigungsanlag derbäisetzen, an d'Reinigung benotzt Palladium-Platin-Bimetall-katalytesch Desoxidatioun).
De Waasserstoff, deen vum Waasserstoffproduktiounsapparat fir d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, gëtt iwwer de Puffertank an d'Waasserstoffreinigungsanlag geschéckt.
De Waasserstoff geet als éischt duerch den Desoxygenatiounstuerm. Ënnert der Wierkung vum Katalysator reagéiert de Sauerstoff am Waasserstoff mam Waasserstoff fir Waasser ze generéieren.
Reaktiounsformel: 2H2+O2 2H2O.
Dann passéiert de Waasserstoff duerch de Waasserstoffkondensator (deen de Gas ofkillt fir de Waasserdamp am Gas ze kondenséieren fir Waasser ze generéieren, an d'Kondenswaasser gëtt automatesch aus dem System iwwer de Flëssegkeetskollektor ofgeleet) an an den Adsorptiounstuerm.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 14. Mee 2024
