A unidade de produción de hidróxeno de electrólise inclúe un conxunto completo de equipos de produción de hidróxeno de electrólise de auga. O equipo principal é:
1. Electrolizador
2. Dispositivo de separación gas-líquido
3. Sistema de secado e depuración
4. A parte eléctrica inclúe: transformador, armario rectificador, armario de control do programa PLC, armario de instrumentos, armario de distribución de enerxía, ordenador host, etc.
5. O sistema auxiliar inclúe principalmente: depósito de álcali, depósito de auga de materia prima, bomba de abastecemento de auga, botella de nitróxeno/barra de bus, etc.
6. O sistema auxiliar xeral do equipo inclúe: máquina de auga pura, torre de auga de refrixeración, chiller, compresor de aire, etc.
Na unidade de produción de hidróxeno electrolítico, a auga descompónse nunha parte de hidróxeno e 1/2 parte de osíxeno no electrolítico baixo a acción da corrente continua. O hidróxeno e osíxeno xerados son enviados ao separador gas-líquido xunto co electrólito para a súa separación. O hidróxeno e O osíxeno é arrefriado polos refrixeradores de hidróxeno e osíxeno, e o colector de gotas captura e elimina a auga, e despois envíase baixo o control do sistema de control; o electrólito pasa polo hidróxeno, filtro de osíxeno alcalino, hidróxeno, filtro de osíxeno alcalino, etc. baixo a acción da bomba de circulación. refrixerador de líquido e despois volver ao electrolítico para continuar coa electrólise.
A presión do sistema axústase mediante o sistema de control de presión e o sistema de control de presión diferencial para cumprir os requisitos dos procesos e almacenamento posteriores.
O hidróxeno producido pola electrólise da auga ten as vantaxes de alta pureza e poucas impurezas. Normalmente, as impurezas do hidróxeno producidas pola electrólise da auga son só osíxeno e auga, sen outros compoñentes (que poden evitar o envelenamento dalgúns catalizadores), o que proporciona comodidade para producir hidróxeno de alta pureza. , despois da purificación, o gas producido pode alcanzar os indicadores de gas industrial de calidade electrónica.
O hidróxeno producido polo dispositivo de produción de hidróxeno pasa a través dun tanque tampón para estabilizar a presión de traballo do sistema e eliminar aínda máis a auga libre no hidróxeno.
Despois de que o hidróxeno entra no dispositivo de purificación de hidróxeno, o hidróxeno producido pola electrólise da auga purifícase aínda máis e elimínanse o osíxeno, a auga e outras impurezas do hidróxeno mediante os principios da reacción catalítica e a adsorción por criba molecular.
O equipo pode configurar un sistema de axuste automático para a produción de hidróxeno segundo a situación real. Os cambios na carga de gas provocarán flutuacións na presión do tanque de almacenamento de hidróxeno. O transmisor de presión instalado no tanque de almacenamento emitirá un sinal de 4-20 mA e enviarao ao PLC e, despois de comparar o valor definido orixinal e realizar a transformación inversa e o cálculo PID, emítese un sinal de 20 ~ 4 mA e envíase ao armario rectificador para axustar o tamaño da corrente de electrólise, conseguindo así o propósito do axuste automático da produción de hidróxeno segundo os cambios na carga de hidróxeno.
Os equipos de produción de hidróxeno por electrólise de auga alcalina inclúen principalmente os seguintes sistemas:
(1) Sistema de auga de materia prima
O único que reacciona no proceso de produción de hidróxeno por electrólise da auga é a auga (H2O), que debe ser reabastecida continuamente con auga bruta a través dunha bomba de reposición de auga. A posición de reposición de auga está no separador de hidróxeno ou osíxeno. Ademais, hai que quitar unha pequena cantidade de hidróxeno e osíxeno ao saír do sistema. de humidade. O consumo de auga dos equipos pequenos é de 1L/Nm³H2 e o dos grandes equipos pódese reducir a 0,9L/Nm³H2. O sistema reabastece continuamente a auga bruta. A través da reposición de auga, pódese manter a estabilidade do nivel de líquido alcalino e a concentración de álcali, e a solución de reacción pódese repoñer a tempo. de auga para manter a concentración da lejía.
2) Sistema rectificador transformador
Este sistema consta principalmente de dous dispositivos: un transformador e un armario rectificador. A súa función principal é converter a enerxía de corrente alterna de 10/35KV proporcionada polo propietario do front-end na potencia de CC requirida polo electrolizador e fornecer enerxía de CC ao electrolizador. Parte da enerxía subministrada úsase para descompoñer directamente a auga. As moléculas son hidróxeno e osíxeno, e a outra parte xera calor, que é eliminada polo enfriador de lejía a través da auga de arrefriamento.
A maioría dos transformadores son de tipo aceite. Se se colocan en interiores ou dentro dun recipiente, pódense utilizar transformadores de tipo seco. Os transformadores utilizados nos equipos de produción de hidróxeno de auga electrolítica son transformadores especiais e deben combinarse segundo os datos de cada electrolizador, polo que son equipos personalizados.
(3) sistema de armario de distribución de enerxía
O armario de distribución de enerxía utilízase principalmente para subministrar equipos de 400 V ou comunmente coñecidos como 380 V a varios compoñentes con motores nos sistemas de separación e purificación de hidróxeno e osíxeno detrás dos equipos de produción de hidróxeno de auga electrolítica. O equipo inclúe a circulación alcalina no marco de separación de hidróxeno e osíxeno. Bombas, bombas de reposición de auga en sistemas auxiliares; fíos de calefacción en sistemas de secado e purificación, e sistemas auxiliares que require todo o sistema, como máquinas de auga pura, refrixeradores, compresores de aire, torres de refrixeración e compresores de hidróxeno de fondo, máquinas de hidroxenación e outros equipos. A fonte de alimentación tamén inclúe fonte de alimentación para iluminación, vixilancia e outros sistemas de toda a estación.
(4) sistema de control
O sistema de control implementa o control automático PLC. O PLC xeralmente usa Siemens 1200 ou 1500. Está equipado cunha pantalla táctil de interface de interacción humano-ordenador, e a operación e visualización de parámetros de cada sistema do equipo e a visualización da lóxica de control realízanse na pantalla táctil.
5) Sistema de circulación alcalina
Este sistema inclúe principalmente os seguintes equipos principais:
Separador de hidróxeno e osíxeno - bomba de circulación alcalina - válvula - filtro alcalino - electrolizador
O proceso principal é: o líquido alcalino mesturado con hidróxeno e osíxeno no separador de hidróxeno e osíxeno é separado polo separador de gas-líquido e despois flúe de volta á bomba de circulación de líquido alcalino. Aquí están conectados o separador de hidróxeno e o separador de osíxeno, e a bomba de circulación de líquido alcalino refluxará. O líquido alcalino circula á válvula e ao filtro de líquido alcalino no extremo traseiro. Despois de que o filtro filtra as grandes impurezas, o líquido alcalino circula cara ao interior do electrolizador.
(6) Sistema de hidróxeno
O hidróxeno xérase dende o lado do electrodo do cátodo e chega ao separador xunto co sistema de circulación do líquido alcalino. No separador, debido a que o hidróxeno en si é relativamente lixeiro, separarase naturalmente do líquido alcalino e chegará á parte superior do separador, e despois pasará pola canalización para unha maior separación e arrefriamento. Despois do arrefriamento por auga, o colector de gotas colle as gotas e alcanza unha pureza de aproximadamente o 99%, que chega ao sistema de secado e purificación de fondo.
Evacuación: a evacuación de hidróxeno utilízase principalmente para a evacuación durante o arranque e o apagado, o funcionamento anormal ou falla de pureza e a evacuación por avaría.
(7) Sistema de osíxeno
O camiño do osíxeno é semellante ao do hidróxeno, pero nun separador diferente.
Evacuación: na actualidade, a maioría dos proxectos de osíxeno son tratados por evacuación.
Utilización: o valor de utilización do osíxeno só ten sentido en proxectos especiais, como algúns escenarios de aplicación que poden usar tanto hidróxeno como osíxeno de alta pureza, como os fabricantes de fibra óptica. Tamén hai algúns grandes proxectos que teñen reservado espazo para o aproveitamento do osíxeno. Os escenarios de aplicación de fondo son a produción de osíxeno líquido despois do secado e purificación, ou o uso de osíxeno médico a través dun sistema de dispersión. Non obstante, aínda está por determinar o perfeccionamento destes escenarios de utilización. Máis confirmación.
(8) sistema de auga de refrixeración
O proceso de electrólise da auga é unha reacción endotérmica. O proceso de produción de hidróxeno debe ser subministrado con enerxía eléctrica. Non obstante, a enerxía eléctrica consumida polo proceso de electrólise da auga supera a absorción de calor teórica da reacción de electrólise da auga. É dicir, parte da electricidade utilizada polo electrolizador convértese en calor. Esta parte A calor utilízase principalmente para quentar o sistema de circulación alcalina ao principio, de xeito que a temperatura da solución alcalina elévase ata o intervalo de temperatura de 90 ± 5 ° C requirido polo equipo. Se o electrolizador segue funcionando despois de alcanzar a temperatura nominal, é necesario empregar a calor xerada A auga de refrixeración sáese para manter a temperatura normal da zona de reacción da electrólise. A alta temperatura na zona de reacción de electrólise pode reducir o consumo de enerxía, pero se a temperatura é demasiado alta, a membrana da cámara de electrólise será destruída, o que tamén será prexudicial para o funcionamento a longo prazo do equipo.
Este dispositivo require que a temperatura de funcionamento non supere os 95 °C. Ademais, o hidróxeno e osíxeno xerados tamén deben ser arrefriados e deshumidificados, e o dispositivo rectificador controlado por silicio refrixerado por auga tamén está equipado coas conducións de refrixeración necesarias.
O corpo da bomba de equipos grandes tamén require a participación de auga de refrixeración.
(9) Sistema de recheo de nitróxeno e purga de nitróxeno
Antes de depurar e operar o dispositivo, o sistema debe encherse con nitróxeno para probar a estanqueidade ao aire. Antes do inicio normal, a fase gaseosa do sistema tamén debe ser purgada con nitróxeno para garantir que o gas no espazo da fase gasosa a ambos os dous lados do hidróxeno e do osíxeno estea lonxe da zona inflamable e explosiva.
Despois de apagar o equipo, o sistema de control manterá automaticamente a presión e manterá unha certa cantidade de hidróxeno e osíxeno no interior do sistema. Se aínda se atopa a presión cando se acende o equipo, non é necesario realizar a purga. Non obstante, se se elimina toda a presión, terá que ser purgada de novo. Acción de purga de nitróxeno.
(10) Sistema de secado (purificación) de hidróxeno (opcional)
O hidróxeno producido a partir da electrólise da auga é deshumidificado mediante un secador paralelo, e finalmente espolvoreado por un filtro de tubo de níquel sinterizado para obter hidróxeno seco. (Segundo os requisitos do usuario para o produto de hidróxeno, o sistema pode engadir un dispositivo de purificación e a purificación usa a desoxidación catalítica bimetálica de paladio-platino).
O hidróxeno producido polo dispositivo de produción de hidróxeno de electrólise de auga envíase ao dispositivo de purificación de hidróxeno a través do tanque tampón.
O hidróxeno pasa primeiro pola torre de desoxixenación. Baixo a acción do catalizador, o osíxeno do hidróxeno reacciona co hidróxeno para xerar auga.
Fórmula da reacción: 2H2+O2 2H2O.
Entón, o hidróxeno pasa polo condensador de hidróxeno (que arrefría o gas para condensar o vapor de auga do gas para xerar auga, e a auga condensada descárgase automaticamente fóra do sistema a través do colector de líquido) e entra na torre de adsorción.
Hora de publicación: 14-maio-2024
