Elektrolysebrintproduktionsenheden inkluderer et komplet sæt vandelektrolysebrintproduktionsudstyr. Det vigtigste udstyr er:
1. Elektrolysator
2. Gas-væske separationsanordning
3. Tørre- og rensningssystem
4. Den elektriske del omfatter: transformer, ensretterskab, PLC-programstyreskab, instrumentskab, strømfordelingsskab, værtscomputer mv.
5. Hjælpesystemet omfatter hovedsageligt: alkalitank, råvarevandtank, vandforsyningspumpe, nitrogenflaske/samleskinne osv.
6. Udstyrets overordnede hjælpesystem omfatter: rentvandsmaskine, kølevandstårn, chiller, luftkompressor mv.
I den elektrolytiske brintproduktionsenhed nedbrydes vand til én del brint og 1/2 del oxygen i elektrolysatoren under påvirkning af jævnstrøm. Den dannede brint og oxygen sendes til gas-væske-separatoren sammen med elektrolytten til adskillelse. Brinten og Ilten afkøles af brint- og iltkølerne, og dråbefangeren fanger og fjerner vand og sendes derefter ud under kontrol af kontrolsystemet; elektrolytten passerer gennem brint, oxygenalkalifilter, brint, oxygenalkalifilter osv. under påvirkning af cirkulationspumpen. væskekøleren og vend derefter tilbage til elektrolysatoren for at fortsætte elektrolysen.
Systemets tryk justeres gennem trykstyringssystemet og differenstrykstyringssystemet for at opfylde kravene til efterfølgende processer og opbevaring.
Hydrogen produceret ved vandelektrolyse har fordelene ved høj renhed og få urenheder. Normalt er urenhederne i brint produceret ved vandelektrolyse kun oxygen og vand og ingen andre komponenter (som kan undgå forgiftning af nogle katalysatorer), hvilket giver bekvemmelighed til fremstilling af højrent brint. , efter rensning kan den producerede gas nå indikatorerne for industrigas af elektronisk kvalitet.
Brinten produceret af brintproduktionsanordningen passerer gennem en buffertank for at stabilisere systemets arbejdstryk og yderligere fjerne frit vand i brinten.
Efter at brinten er kommet ind i brintrensningsanordningen, renses brinten produceret ved vandelektrolyse yderligere, og oxygen, vand og andre urenheder i brinten fjernes ved hjælp af principperne for katalytisk reaktion og molekylsigteadsorption.
Udstyret kan opsætte et automatisk justeringssystem for brintproduktion i henhold til den aktuelle situation. Ændringer i gasbelastningen vil forårsage udsving i trykket i brintlagertanken. Tryktransmitteren installeret på lagertanken vil udsende et 4-20mA signal og sende det til PLC'en, og efter at have sammenlignet den oprindelige indstillede værdi og udført invers transformation og PID-beregning, udsendes et 20~4mA signal og sendes til ensretterkabinettet til justere størrelsen af elektrolysestrømmen, hvorved formålet med automatisk justering af brintproduktionen efter ændringer i brintbelastningen opnås.
Hydrogenproduktionsudstyr til alkalisk vandelektrolyse omfatter hovedsageligt følgende systemer:
(1) Råmateriale vandsystem
Det eneste, der reagerer i vandelektrolysebrintproduktionsprocessen, er vand (H2O), som løbende skal genopfyldes med råvand gennem en vandsuppleringspumpe. Vandpåfyldningspositionen er på brint- eller iltudskilleren. Derudover skal en lille mængde brint og ilt fjernes, når systemet forlades. af fugt. Vandforbruget for småt udstyr er 1L/Nm³H2, og det for stort udstyr kan reduceres til 0,9L/Nm³H2. Systemet genopfylder løbende råvand. Gennem vandpåfyldning kan stabiliteten af alkalivæskeniveauet og alkalikoncentrationen opretholdes, og reaktionsopløsningen kan genopfyldes i tide. vand for at opretholde koncentrationen af luden.
2) Transformer ensrettersystem
Dette system består hovedsageligt af to enheder: en transformer og et ensretterskab. Dens hovedfunktion er at konvertere den 10/35KV AC-strøm leveret af front-end-ejeren til den jævnstrøm, der kræves af elektrolysatoren, og levere jævnstrøm til elektrolysatoren. En del af den tilførte strøm bruges til direkte at nedbryde vand. Molekylerne er brint og ilt, og den anden del genererer varme, som udtages af ludkøleren gennem kølevand.
De fleste af transformatorerne er olie-type. Hvis de placeres indendørs eller inde i en beholder, kan tør-type transformere bruges. Transformatorerne, der bruges i elektrolytisk vandbrintproduktionsudstyr, er specielle transformere og skal matches i henhold til dataene for hver elektrolysator, så de er tilpasset udstyr.
(3) magt distribution kabinet system
Strømfordelingsskabet bruges hovedsageligt til at levere 400V eller almindeligvis kendt som 380V-udstyr til forskellige komponenter med motorer i brint- og iltseparations- og rensningssystemerne bag det elektrolytiske vandbrintproduktionsudstyr. Udstyret inkluderer alkalicirkulationen i brint- og oxygenseparationsrammen. Pumper, vandpåfyldningspumper i hjælpesystemer; varmeledninger i tørre- og rensesystemer og hjælpesystemer, der kræves af hele systemet, såsom rentvandsmaskiner, chillere, luftkompressorer, køletårne og back-end brintkompressorer, hydrogeneringsmaskiner og andet udstyr Strømforsyning omfatter også strømforsyning til belysning, overvågning og andre systemer på hele stationen.
(4) kontrolsystem
Styresystemet implementerer PLC automatisk styring. PLC'en bruger generelt Siemens 1200 eller 1500. Den er udstyret med en berøringsskærm for interaktion mellem mennesker og computere, og betjeningen og parametervisningen af hvert system af udstyret og visningen af kontrollogik realiseres på berøringsskærmen.
5) Alkali cirkulationssystem
Dette system omfatter hovedsageligt følgende hovedudstyr:
Brint- og iltudskiller - alkalicirkulationspumpe - ventil - alkalifilter - elektrolysator
Hovedprocessen er: alkalivæsken blandet med brint og oxygen i brint- og oxygenseparatoren adskilles af gas-væskeseparatoren og strømmer derefter tilbage til alkalivæskecirkulationspumpen. Her er brintudskilleren og oxygenudskilleren forbundet, og alkalivæskecirkulationspumpen vil tilbagesvale. Alkalivæsken cirkulerer til ventilen og alkalivæskefilteret i bagenden. Efter at filteret har filtreret store urenheder ud, cirkulerer alkalivæsken til indersiden af elektrolysatoren.
(6) Brintsystem
Hydrogen genereres fra katodeelektrodesiden og når separatoren sammen med alkalivæskecirkulationssystemet. I separatoren, fordi brinten i sig selv er relativt let, vil den naturligt adskille sig fra alkalivæsken og nå den øverste del af separatoren og derefter passere gennem rørledningen for yderligere adskillelse og afkøling. Efter vandkøling fanger dråbefangeren dråberne og når en renhed på omkring 99%, som når bagendens tørre- og rensesystem.
Evakuering: Evakueringen af brint bruges hovedsageligt til evakuering under opstart og nedlukning, unormal drift eller renhedsfejl og fejlevakuering.
(7) Iltsystem
Vejen for oxygen ligner den for brint, men i en anden separator.
Evakuering: På nuværende tidspunkt behandles de fleste iltprojekter ved evakuering.
Udnyttelse: Udnyttelsesværdien af oxygen er kun meningsfuld i specielle projekter, såsom nogle anvendelsesscenarier, der kan bruge både brint og højrent oxygen, såsom optiske fiberproducenter. Der er også nogle store projekter, der har reserveret plads til udnyttelse af ilt. Back-end applikationsscenarierne er produktion af flydende oxygen efter tørring og oprensning eller brug af medicinsk oxygen gennem et dispersionssystem. Forfining af disse udnyttelsesscenarier er dog endnu ikke fastlagt. Yderligere bekræftelse.
(8) kølevandssystem
Elektrolyseprocessen af vand er en endoterm reaktion. Brintproduktionsprocessen skal forsynes med elektrisk energi. Imidlertid overstiger den elektriske energi, der forbruges af vandelektrolyseprocessen, den teoretiske varmeabsorption af vandelektrolysereaktionen. Det vil sige, at en del af den elektricitet, som elektrolysatoren bruger, omdannes til varme. Denne del Varmen bruges hovedsageligt til at opvarme alkalicirkulationssystemet i begyndelsen, så temperaturen af alkaliopløsningen stiger til det temperaturområde på 90±5°C, som kræves af udstyret. Hvis elektrolysatoren fortsætter med at arbejde efter at have nået den nominelle temperatur, skal den genererede varme bruges. Kølevand bringes ud for at opretholde den normale temperatur i elektrolysereaktionszonen. Den høje temperatur i elektrolysereaktionszonen kan reducere energiforbruget, men hvis temperaturen er for høj, vil elektrolysekammerets membran blive ødelagt, hvilket også vil være til skade for udstyrets langsigtede drift.
Denne enhed kræver, at driftstemperaturen holdes på højst 95°C. Derudover skal den genererede brint og ilt også afkøles og affugtes, og den vandkølede siliciumstyrede ensretteranordning er også udstyret med nødvendige kølerørledninger.
Pumpelegemet af stort udstyr kræver også deltagelse af kølevand.
(9) Nitrogenpåfyldning og nitrogenrensningssystem
Før fejlfinding og betjening af enheden skal systemet fyldes med nitrogen til lufttæthedstestning. Inden normal opstart skal systemets gasfase også renses med nitrogen for at sikre, at gassen i gasfaserummet på begge sider af brint og ilt er væk fra det brændbare og eksplosive område.
Efter at udstyret er lukket ned, vil styresystemet automatisk holde trykket og tilbageholde en vis mængde brint og ilt inde i systemet. Hvis trykket stadig findes, når udstyret er tændt, er det ikke nødvendigt at udføre udrensning. Men hvis alt trykket er fjernet, skal det renses igen. Nitrogenrensningsvirkning.
(10) Hydrogentørring (rensning) system (valgfrit)
Brinten fremstillet ved vandelektrolyse affugtes af en parallel tørretumbler og støves til sidst af et sintret nikkelrørsfilter for at opnå tør brint. (I henhold til brugerens krav til produktbrint kan systemet tilføje en rensningsanordning, og rensningen bruger palladium-platin bimetallisk katalytisk deoxidation).
Brinten produceret af vandelektrolysebrintproduktionsanordningen sendes til brintrensningsanordningen gennem buffertanken.
Brinten passerer først gennem deoxygenationstårnet. Under påvirkning af katalysatoren reagerer ilten i brinten med brinten for at danne vand.
Reaktionsformel: 2H2+O2 2H2O.
Derefter passerer brinten gennem brintkondensatoren (som afkøler gassen for at kondensere vanddampen i gassen for at generere vand, og det kondenserede vand ledes automatisk ud af systemet gennem væskeopsamleren) og kommer ind i adsorptionstårnet.
Indlægstid: 14. maj 2024
