Den ElektrolytWaasserstoffProduktiounseenheet enthält eng komplett Ausrüstung fir WaasserelektrolyseWaasserstoffProduktiounsausrüstung, mat den Haaptausrüstungen, dorënner:
1. Elektrolytesch Zell
2. Gas-Flëssegkeets-Trennungsgerät
3. Dréchnungs- a Reinigungssystem
4. Den elektreschen Deel ëmfaasst: Transformator, Gläichrichterschrank, PLC-Steierschrank, Instrumenteschrank, Verdeelerschrank, ieweschte Computer, etc.
5. Den Hëllefssystem ëmfaasst haaptsächlech: Alkali-Léisungstank, Rohmaterialwassertank, Nahwärtsspülwaasserpompel, Stickstoffzylinder/Samleschinn, etc./ 6. Den allgemengen Hëllefssystem vun der Ausrüstung ëmfaasst: Rengwaassermaschinn, Killtuerm, Killanlag, Loftkompressor, etc.
Waasserstoff- a Sauerstoffkühler, an d'Waasser gëtt vun enger Tropffalle gesammelt, ier et ënner der Kontroll vum Kontrollsystem erausgeschéckt gëtt; Den Elektrolyt leeft duerchWaasserstoffan Sauerstoff-Alkalifilter, Waasserstoff- a Sauerstoff-Alkali-Kühler respektiv ënner der Aktioun vun der Zirkulatiounspompel, a geet dann zréck an d'Elektrolytzell fir weider Elektrolyse.
Den Drock vum System gëtt vum Drockregelsystem an dem Differenzdrockregelsystem geregelt, fir den Ufuerderunge vun den Downstream-Prozesser an der Lagerung gerecht ze ginn.
De Waasserstoff, deen duerch d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, huet d'Virdeeler vun héijer Rengheet a wéinege Verunreinigungen. Normalerweis besteet den Unreinheeten am Waasserstoffgas, deen duerch d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, nëmme vu Sauerstoff a Waasser, ouni aner Komponenten (wat d'Vergëftung vu bestëmmte Katalysatoren verhënnere kann). Dëst erméiglecht d'Produktioun vu Waasserstoffgas mat héijer Rengheet, an dat gereinegt Gas kann d'Standarden vun Industriegase vun elektronescher Qualitéit erfëllen.
De Waasserstoff, deen vun der Waasserstoffproduktiounseenheet produzéiert gëtt, leeft duerch e Puffertank, fir den Aarbechtsdrock vum System ze stabiliséieren a fräit Waasser weider aus dem Waasserstoff ze entfernen.
Nodeems en an d'Waasserstoffreinigungsanlag erakoum, gëtt de Waasserstoff, deen duerch d'Waasserelektrolyse produzéiert gëtt, weider gereinegt, andeems d'Prinzipie vun der katalytescher Reaktioun an der Molekularsieb-Adsorptioun benotzt ginn, fir Sauerstoff, Waasser an aner Ongereinheeten aus dem Waasserstoff ze entfernen.
D'Ausrüstung kann en automatescht System fir d'Upassung vun der 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 un d'PLC fir de Verglach mam urspréngleche Wäert aus, an no der inverser Transformatioun an der PID-Berechnung gëtt e Signal vun 20-4mA un de Gläichrichtergehäuse ausginn, fir d'Gréisst vum Elektrolysestroum unzepassen, wouduerch den Zweck vun der automatescher Upassung vun der Waasserstoffproduktioun no Ännerungen an der Waasserstoffbelaaschtung erreecht gëtt.
Déi eenzeg Reaktioun am Prozess vun der Waasserstoffproduktioun duerch Waasserelektrolyse ass Waasser (H2O), dat kontinuéierlech mat Réiwaasser iwwer eng Waasseropfëllungspompel versuergt muss ginn. D'Opfëllungspositioun ass um Waasserstoff- oder Sauerstoffseparator. Zousätzlech mussen de Waasserstoff an de Sauerstoff eng kleng Quantitéit Waasser ewechhuelen, wa se de System verloossen. Ausrüstung mat engem niddrege Waasserverbrauch kann 1L/Nm³ H2 verbrauchen, während méi grouss Ausrüstung en op 0,9L/Nm³ H2 reduzéiere kann. De System fëllt kontinuéierlech Réiwaasser op, wat d'Stabilitéit vum Niveau an der Konzentratioun vun der alkalescher Flëssegkeet erhale kann. Et kann och dat reagéiert Waasser rechtzäiteg opfëllen, fir d'Konzentratioun vun der alkalescher Léisung z'erhalen.
- Transformator-Gleichrichtersystem
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 vun der Elektrolytzell gebraucht Gläichstroum ëmzewandelen an d'Elektrolytzell mat Gläichstroum ze versuergen. En Deel vun der geliwwerter Energie gëtt benotzt fir Waassermoleküle direkt an Waasserstoff a Sauerstoff ze zersetzen, an den aneren Deel generéiert Hëtzt, déi vum Alkalikühler duerch Killwaasser transportéiert gëtt.
Déi meescht Transformatoren si vum Uelegtyp. Wa se dobannen oder an engem Behälter placéiert ginn, kënnen dréchen Transformatoren benotzt ginn. D'Transformatoren, déi fir d'Produktioun vun elektrolytesche Waasser a Waasserstoff benotzt ginn, si speziell Transformatoren, déi no den Donnéeë vun all elektrolytescher Zell ugepasst musse ginn, sou datt et sech ëm personaliséiert Ausrüstung handelt.
Aktuell ass de meescht benotzte Gläichrichterschaf den Thyristor-Typ, deen vun den Ausrüstungshersteller wéinst senger laanger Notzungszäit, héijer Stabilitéit a niddrege Präis ënnerstëtzt gëtt. Wéinst der Noutwennegkeet, grouss Ausrüstung un erneierbar Energien unzepassen, ass d'Ëmwandlungseffizienz vun Thyristor-Gläichrichterschafer relativ niddreg. Aktuell beméie sech verschidde Gläichrichterschafshersteller, nei IGBT-Gläichrichterschafer anzeféieren. IGBT ass scho ganz heefeg an aneren Industrien, wéi z. B. Wandenergie, an et gëtt ugeholl, datt IGBT-Gläichrichterschafer an Zukunft eng bedeitend Entwécklung wäerte hunn.
- Verdeelerschranksystem
De Verdeelerschrank gëtt haaptsächlech benotzt fir Stroum un verschidde Komponenten mat Motoren am Waasserstoff-Sauerstoff-Trenn- a Reinigungssystem hannert der elektrolytescher Waasserwaasserstoffproduktiounsausrüstung ze liwweren, dorënner 400V oder allgemeng als 380V Ausrüstung bezeechent. D'Ausrüstung enthält d'Alkalizirkulatiounspompel am Waasserstoff-Sauerstoff-Trennungsrahmen an d'Nahrwaasserpompel am Hëllefssystem; D'Stroumversuergung fir d'Heizleitungen am Dréchnungs- a Reinigungssystem, souwéi d'Hëllefssystemer, déi fir de ganze System erfuerderlech sinn, wéi z. B. Rengwaassermaschinnen, Killanlagen, Loftkompressoren, Killtierm, a Backend-Waasserstoffkompressoren, Hydréierungsmaschinnen, etc., enthält och d'Stroumversuergung fir d'Beliichtung, d'Iwwerwaachung an aner Systemer vun der ganzer Statioun.
- Control System
De Kontrollsystem implementéiert eng automatesch PLC-Steierung. D'PLC benotzt normalerweis Siemens 1200 oder 1500 a ass mat engem Touchscreen fir Mënsch-Maschinn-Interaktioun ausgestatt. D'Operatioun an d'Parameteranzeige vun all System vum Apparat, souwéi d'Affichage vun der Kontrolllogik, ginn um Touchscreen ugewisen.
5. Zirkulatiounssystem fir Alkali-Léisungen
Dëst System ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Haaptausrüstung:
Waasserstoff-Sauerstoffseparator – Alkali-Léisungszirkulatiounspompel – Ventil – Alkali-Léisungsfilter – Elektrolytzellen
De wichtegste Prozess ass wéi follegt: Déi alkalesch Léisung, déi mat Waasserstoff a Sauerstoff am Waasserstoff-Sauerstoffseparator gemëscht ass, gëtt vum Gas-Flëssegkeetseparator getrennt a bei d'Zirkulatiounspompel fir d'alkalesch Léisung zréckgefloss. De Waasserstoffseparator an de Sauerstoffseparator sinn hei ugeschloss, an d'Zirkulatiounspompel fir d'alkalesch Léisung zirkuléiert déi zréckgefloss alkalesch Léisung an de Ventil an den alkalesche Léisungsfilter um hënneschten Enn. Nodeems de Filter grouss Ongereimtheeten erausgefiltert huet, gëtt déi alkalesch Léisung an d'Innere vun der Elektrolytzell zirkuléiert.
6. Waasserstoffsystem
Waasserstoffgas gëtt vun der Kathodelektrodesäit generéiert a erreecht den Ofscheider zesumme mam Zirkulatiounssystem vun der alkalischer Léisung. Am Ofscheider ass de Waasserstoffgas relativ liicht an natierlech vun der alkalischer Léisung getrennt, wouduerch en den ieweschten Deel vum Ofscheider erreecht. Duerno leeft en duerch Pipelines fir weider Trennung, gëtt duerch Killwaasser gekillt a vun engem Drëpsfänger gesammelt, fir eng Rengheet vu ronn 99% z'erreechen, ier en an den hënneschten Dréchnungs- a Reinigungssystem kënnt.
Evakuéierung: D'Evakuéierung vu Waasserstoffgas gëtt haaptsächlech während Start- an Ofstellperioden, anormalen Operatiounen oder wann d'Reinheet net de Standarden entsprécht, souwéi fir d'Fehlerbehebung benotzt.
7. Sauerstoffsystem
De Wee vum Sauerstoff ass ähnlech wéi dee vum Waasserstoff, ausser datt en a verschiddene Separatoren duerchgefouert gëtt.
Entleerung: Aktuell benotzen déi meescht Projeten d'Method vum Sauerstoffentleerung.
Notzung: De Notzungswäert vu Sauerstoff ass nëmme bei spezielle Projeten sënnvoll, wéi zum Beispill Uwendungen, déi souwuel Waasserstoff wéi och héichreine Sauerstoff benotze kënnen, wéi zum Beispill Glasfaserhersteller. Et gëtt och e puer grouss Projeten, déi Plaz fir d'Notzung vu Sauerstoff reservéiert hunn. D'Backend-Applikatiounsszenarien sinn fir d'Produktioun vu flëssegem Sauerstoff no Trocknung a Reinigung, oder fir medizinesche Sauerstoff duerch Dispersiounssystemer. D'Prezisioun vun dësen Notzungsszenarien muss awer nach weider bestätegt ginn.
8. Killwaassersystem
Den Elektrolyseprozess vu Waasser ass eng endotherm Reaktioun, an de Waasserstoffproduktiounsprozess muss mat elektrescher Energie versuergt ginn. Wéi och ëmmer, d'elektresch Energie, déi am Waasserelektrolyseprozess verbraucht gëtt, iwwerschreit déi theoretesch Hëtztabsorptioun vun der Waasserelektrolysereaktioun. An anere Wierder, en Deel vum Stroum, deen an der Elektrolysezell verbraucht gëtt, gëtt a Hëtzt ëmgewandelt, déi haaptsächlech benotzt gëtt fir den alkalesche Léisungszirkulatiounssystem am Ufank ze hëtzen, wouduerch d'Temperatur vun der alkalescher Léisung op den erfuerderlechen Temperaturberäich vun 90 ± 5 ℃ fir d'Ausrüstung eropgeet. Wann d'Elektrolysezell weider funktionéiert nodeems déi nominell Temperatur erreecht gouf, muss déi generéiert Hëtzt duerch Ofkillwaasser ofgeleet ginn, fir déi normal Temperatur vun der Elektrolysereaktiounszon z'erhalen. Déi héich Temperatur an der Elektrolysereaktiounszon kann den Energieverbrauch reduzéieren, awer wann d'Temperatur ze héich ass, gëtt d'Membran vun der Elektrolysekammer beschiedegt, wat och schiedlech fir de laangfristege Betrib vun der Ausrüstung ass.
Déi optimal Betribstemperatur fir dësen Apparat däerf net méi wéi 95 ℃ sinn. Zousätzlech mussen de generéierte Waasserstoff a Sauerstoff och gekillt an entfeucht ginn, an den waassergekillte Thyristor-Gleichrichter ass och mat de néidege Killleitungen ausgestatt.
De Pompelkierper vu groussen Ausrüstungen erfuerdert och d'Participatioun vu Killwaasser.
- Stickstofffëllung a Stickstoffspülungssystem
Virum Debugging an dem Betrib vum Apparat soll en Dichtheetstest mat Stickstoff um System duerchgefouert ginn. Virum normale Start ass et och néideg, d'Gasphas vum System mat Stickstoff ze spülen, fir sécherzestellen, datt d'Gas am Gasphasraum op béide Säite vum Waasserstoff a Sauerstoff wäit ewech vum brennbare an explosive Beräich ass.
Nodeems d'Ausrüstung ausgeschalt ass, hält de Kontrollsystem automatesch den Drock oprecht a behält eng gewëssen Quantitéit u Waasserstoff a Sauerstoff am System. Wann den Drock beim Start nach ëmmer do ass, ass et net néideg, eng Spülung duerchzeféieren. Wann den Drock awer komplett erofgesat ass, muss eng Stéckstoffspülung nach eng Kéier duerchgefouert ginn.
- Waasserstoff-Trocknungssystem (Reinigungssystem) (optional)
De Waasserstoffgas, deen aus der Waasserelektrolyse hiergestallt gëtt, gëtt duerch en parallelen Trockner entfeucht a schliisslech duerch e gesintert Nickelröhrchenfilter gereinegt, fir dréchent Waasserstoffgas ze kréien. Jee no den Ufuerderunge vum Benotzer fir de Waasserstoffprodukt kann de System eng Reinigungsanlag derbäisetzen, déi eng Palladium-Platin-Bimetall-Katalytesch Desoxygenéierung fir d'Reinigung benotzt.
De Waasserstoff, deen vun der Waasserelektrolyse-Waasserstoffproduktiounseenheet produzéiert gëtt, gëtt iwwer e Puffertank an d'Waasserstoffreinigungseenheet geschéckt.
De Waasserstoffgas passéiert als éischt duerch en Desoxygenatiounsturm, an ënner der Wierkung vun engem Katalysator reagéiert de Sauerstoff am Waasserstoffgas mam Waasserstoffgas fir Waasser ze produzéieren.
Reaktiounsformel: 2H2+O2 2H2O.
Dann passéiert de Waasserstoffgas duerch e Waasserstoffkondensator (deen de Gas ofkillt fir Waasserdamp a Waasser ze kondenséieren, dat automatesch iwwer e Kollektor ausserhalb vum System ofgeleet gëtt) an erantrëtt den Adsorptiounstuerm.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 03. Dezember 2024
