Produktionsenheden til elektrolysehydrogen omfatter et komplet sæt udstyr til produktion af vandelektrolysehydrogen. Hovedudstyret er:
1. Elektrolysør
2. Gas-væske-separationsanordning
3. Tørrings- og rensningssystem
4. Den elektriske del omfatter: transformer, ensretterskab, PLC-programstyreskab, instrumentskab, strømfordelingsskab, værtscomputer osv.
5. Hjælpesystemet omfatter hovedsageligt: alkalitank, vandtank til råmaterialer, vandforsyningspumpe, nitrogenflaske/samleskinne osv.
6. Udstyrets samlede hjælpesystem omfatter: rentvandsmaskine, kølevandstårn, køler, luftkompressor osv.
I den elektrolytiske brintproduktionsenhed nedbrydes vand til en del brint og en halv del ilt i elektrolysatoren under påvirkning af jævnstrøm. Den genererede brint og ilt sendes til gas-væskeseparatoren sammen med elektrolytten til separation. Brinten og ilten afkøles af brint- og iltkølerne, og dråbefangeren opfanger og fjerner vand og sendes derefter ud under kontrol af styresystemet. Elektrolytten passerer gennem brint-, ilt-, alkali-, brint-, ilt-, alkali- osv. væskekøleren under påvirkning af cirkulationspumpen og vender derefter tilbage til elektrolysatoren for at fortsætte elektrolysen.
Systemets tryk justeres via 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 hydrogen produceret ved vandelektrolyse kun ilt og vand og ingen andre komponenter (hvilket kan undgå forgiftning af nogle katalysatorer), hvilket gør det nemt at producere hydrogen med høj renhed. Efter rensning kan den producerede gas nå indikatorerne for industriel gas af elektronikkvalitet.
Den brint, der produceres af brintproduktionsenheden, 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 ilt, vand og andre urenheder i brinten fjernes ved hjælp af principperne for katalytisk reaktion og molekylsigteadsorption.
Udstyret kan opsætte et automatisk justeringssystem til brintproduktion i henhold til den faktiske situation. Ændringer i gasbelastningen vil forårsage udsving i trykket i brinttanken. Tryktransmitteren, der er installeret på tanken, vil udsende et 4-20mA signal og sende det til PLC'en. Efter at have sammenlignet den oprindelige indstillede værdi og udført invers transformation og PID-beregning, udsendes et 20~4mA signal og sendes til ensretterskabet for at justere størrelsen af elektrolysestrømmen, hvorved formålet med automatisk justering af brintproduktionen opnås i henhold til ændringer i brintbelastningen.
Udstyr til produktion af hydrogen til alkalisk vandelektrolyse omfatter hovedsageligt følgende systemer:
(1) Råmaterialevandssystem
Det eneste, der reagerer i vandelektrolyse-hydrogenproduktionsprocessen, er vand (H2O), som kontinuerligt skal genopfyldes med råvand gennem en vandpåfyldningspumpe. Vandpåfyldningspositionen er på hydrogen- eller iltseparatoren. Derudover skal en lille mængde hydrogen og ilt fjernes, når systemet forlader det. Vandforbruget for småt udstyr er 1L/Nm³H2, og for store udstyr kan det reduceres til 0,9L/Nm³H2. Systemet genopfylder kontinuerligt råvand. Gennem vandpåfyldning kan stabiliteten af basevæskeniveauet og alkalikoncentrationen opretholdes, og reaktionsopløsningen kan genopfyldes med tiden.
2) Transformer-ensrettersystem
Dette system består hovedsageligt af to enheder: en transformer og et ensretterskab. Dets hovedfunktion er at konvertere den 10/35 kV vekselstrøm, der leveres af ejeren af front-end-systemet, til den jævnstrøm, der kræves af elektrolysatoren, og forsyne elektrolysatoren med jævnstrøm. En del af den leverede strøm bruges til direkte at nedbryde vand. Molekylerne er hydrogen og ilt, og den anden del genererer varme, som udtages af ludkøleren gennem kølevandet.
De fleste transformere er af olietypen. Tørtransformere kan anvendes, hvis de placeres indendørs eller i en beholder. Transformatorerne, der anvendes i elektrolytisk vand-hydrogenproduktionsudstyr, er specielle transformere og skal tilpasses dataene for hver elektrolysør, så de er tilpasset udstyr.
(3) strømfordelingsskabssystem
Strømfordelingsskabet bruges hovedsageligt til at forsyne 400V eller almindeligvis kendt som 380V udstyr til forskellige komponenter med motorer i hydrogen- og iltseparations- og rensningssystemer bag det elektrolytiske vandhydrogenproduktionsudstyr. Udstyret omfatter alkalicirkulation i hydrogen- og iltseparationssystemet. Pumper, vandpåfyldningspumper i hjælpesystemer; varmetråde i tørre- og rensningssystemer og hjælpesystemer, der kræves af hele systemet, såsom rentvandsmaskiner, kølere, luftkompressorer, køletårne og back-end hydrogenkompressorer, hydrogeneringsmaskiner og andet udstyr. Strømforsyningen omfatter også strømforsyning til belysning, overvågning og andre systemer i hele stationen.
(4) kontrolsystem
Styresystemet implementerer automatisk PLC-styring. PLC'en bruger generelt Siemens 1200 eller 1500. Den er udstyret med en berøringsskærm med menneske-computer-interaktionsgrænseflade, og betjening og parametervisning af hvert system i udstyret samt visning af kontrollogik realiseres på berøringsskærmen.
5) Alkalicirkulationssystem
Dette system omfatter hovedsageligt følgende hovedudstyr:
Hydrogen- og iltseparator - alkalicirkulationspumpe - ventil - alkalifilter - elektrolysør
Hovedprocessen er: Alkalivæsken blandet med brint og ilt i brint- og iltseparatoren separeres af gas-væskeseparatoren og strømmer derefter tilbage til alkalivæskecirkulationspumpen. Her er brintseparatoren og iltseparatoren forbundet, og alkalivæskecirkulationspumpen vil tilbageløbe. Alkalivæsken cirkulerer til ventilen og alkalivæskefilteret i bagenden. Efter at filteret har filtreret store urenheder fra, cirkulerer alkalivæsken ind i elektrolysatoren.
(6) Brintsystem
Hydrogen genereres fra katodeelektrodesiden og når separatoren sammen med alkalivæskecirkulationssystem. I separatoren, fordi hydrogenet i sig selv er relativt let, vil det naturligt separere fra alkalivæsken og nå den øvre del af separatoren, hvorefter det passerer gennem rørledningen for yderligere separation og afkøling. Efter vandkøling fanger dråbefangeren dråberne og når en renhed på omkring 99%, hvilket når bagenden af tørrings- og rensningssystemet.
Evakuering: Evakuering af brint bruges primært til evakuering under opstart og nedlukning, unormal drift eller renhedsfejl samt evakuering af fejl.
(7) Iltsystem
Banen for ilt ligner den for brint, men i en anden separator.
Evakuering: I øjeblikket behandles de fleste iltprojekter ved evakuering.
Udnyttelse: Udnyttelsesværdien af ilt er kun meningsfuld i særlige projekter, såsom nogle anvendelsesscenarier, der kan bruge både brint og ilt med høj renhed, såsom producenter af optiske fibre. Der er også nogle store projekter, der har reserveret plads til udnyttelse af ilt. Backend-anvendelsesscenarierne er produktion af flydende ilt efter tørring og rensning eller brug af medicinsk ilt gennem et dispersionssystem. Forfinelsen af disse anvendelsesscenarier er dog endnu ikke fastlagt. Yderligere bekræftelse.
(8) kølevandssystem
Elektrolyseprocessen af vand er en endoterm reaktion. Hydrogenproduktionsprocessen skal forsynes med elektrisk energi. Den elektriske energi, der forbruges af vandelektrolyseprocessen, overstiger dog den teoretiske varmeabsorption af vandelektrolysereaktionen. Det vil sige, at en del af den elektricitet, der bruges af elektrolysatoren, omdannes til varme. Denne del af varmen bruges primært til at opvarme alkalicirkulationssystemet i begyndelsen, således at temperaturen af alkaliopløsningen stiger til det temperaturområde på 90 ± 5 °C, der 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 membranen i elektrolysekammeret blive ødelagt, hvilket også vil være skadeligt 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 ensretterenhed er også udstyret med de nødvendige kølerør.
Pumpehuset på stort udstyr kræver også deltagelse af kølevand.
(9) Nitrogenpåfyldning og nitrogenrensningssystem
Før fejlfinding og betjening af enheden skal systemet fyldes med nitrogen for at teste lufttætheden. Før normal opstart skal systemets gasfase også renses med nitrogen for at sikre, at gassen i gasfaserummet på begge sider af hydrogen og ilt er væk fra det brandfarlige og eksplosive område.
Når udstyret er lukket ned, vil styresystemet automatisk opretholde trykket og tilbageholde en vis mængde brint og ilt inde i systemet. Hvis trykket stadig er der, når udstyret tændes, er der ikke behov for at udføre udluftning. Men hvis alt trykket er fjernet, skal det udluftes igen. Nitrogenudluftningsfunktion.
(10) Hydrogentørringssystem (rensningssystem) (valgfrit)
Den hydrogen, der produceres fra vandelektrolyse, affugtes i en parallel tørrer og afstøves til sidst med et sintret nikkelrørfilter for at opnå tør hydrogen. (Afhængigt af brugerens krav til produkthydrogen kan systemet tilføje en rensningsanordning, og rensningen anvender palladium-platin bimetallisk katalytisk deoxidation).
Den hydrogen, der produceres af vandelektrolyse-hydrogenproduktionsenheden, sendes til hydrogenrensningsenheden gennem buffertanken.
Brinten passerer først gennem deoxygeneringstårnet. Under katalysatorens påvirkning reagerer ilten i brinten med brinten og danner 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 udledes automatisk fra systemet gennem væskeopsamleren) og kommer ind i adsorptionstårnet.
Udsendelsestidspunkt: 14. maj 2024
