Unit produksi hidrogen elektrolisis kalebu sakumpulan peralatan produksi hidrogen elektrolisis banyu sing lengkap. Peralatan utama yaiku:
1. Elektroliser
2. Piranti pamisah gas-cair
3. Sistem pangatusan lan pemurnian
4. Bagean listrik kalebu: transformator, kabinet penyearah, kabinet kontrol program PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi daya, komputer host, lan liya-liyane.
5. Sistem bantu utamane kalebu: tangki alkali, tangki banyu bahan baku, pompa pasokan banyu, botol nitrogen/bar bus, lan liya-liyane.
6. Sistem tambahan sakabèhé saka peralatan iki kalebu: mesin banyu murni, menara banyu pendingin, chiller, kompresor udara, lan liya-liyané.
Ing unit produksi hidrogen elektrolitik, banyu diurai dadi siji bagean hidrogen lan 1/2 bagean oksigen ing elektroliser miturut aksi arus searah. Hidrogen lan oksigen sing diasilake dikirim menyang separator gas-cair bebarengan karo elektrolit kanggo dipisahake. Hidrogen lan oksigen didinginkan dening pendingin hidrogen lan oksigen, lan penangkap tetes nyekel lan mbusak banyu, banjur dikirim metu ing kontrol sistem kontrol; elektrolit ngliwati hidrogen, filter alkali oksigen, hidrogen, filter alkali oksigen, lan liya-liyane ing aksi pompa sirkulasi. pendingin cair banjur bali menyang elektroliser kanggo nerusake elektrolisis.
Tekanan sistem kasebut diatur liwat sistem kontrol tekanan lan sistem kontrol tekanan diferensial kanggo nyukupi syarat proses lan panyimpenan sabanjure.
Hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu nduweni kaluwihan kemurnian dhuwur lan sawetara rereged. Biasane, rereged ing hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu mung oksigen lan banyu, lan ora ana komponen liyane (sing bisa nyegah keracunan sawetara katalis), sing nyedhiyakake kenyamanan kanggo ngasilake hidrogen kanthi kemurnian dhuwur. , sawise dimurnèkaké, gas sing diasilake bisa tekan indikator gas industri kelas elektronik.
Hidrogen sing diasilake dening piranti produksi hidrogen ngliwati tangki penyangga kanggo nyetabilake tekanan kerja sistem lan luwih lanjut mbusak banyu bebas ing hidrogen.
Sawisé hidrogen mlebu ing piranti pemurnian hidrogen, hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu dimurnèkaké luwih lanjut, lan oksigen, banyu, lan rereged liyané ing hidrogen diilangi nggunakake prinsip reaksi katalitik lan adsorpsi saringan molekuler.
Piranti kasebut bisa nyetel sistem pangaturan otomatis kanggo produksi hidrogen miturut kahanan nyata. Owah-owahan beban gas bakal nyebabake fluktuasi tekanan tangki panyimpenan hidrogen. Pemancar tekanan sing dipasang ing tangki panyimpenan bakal ngasilake sinyal 4-20mA lan dikirim menyang PLC lan Sawise mbandhingake nilai sing disetel asli lan nindakake transformasi inversi lan pitungan PID, sinyal 20 ~ 4mA bakal dirilis lan dikirim menyang kabinet penyearah kanggo nyetel ukuran arus elektrolisis, saengga bisa nggayuh tujuan pangaturan otomatis produksi hidrogen miturut owah-owahan beban hidrogen.
Peralatan produksi hidrogen elektrolisis banyu alkali utamane kalebu sistem ing ngisor iki:
(1) Sistem banyu bahan mentah
Siji-sijine sing reaksi ing proses produksi hidrogen elektrolisis banyu yaiku banyu (H2O), sing kudu terus diisi ulang nganggo banyu mentah liwat pompa pengisian banyu. Posisi pengisian banyu ana ing separator hidrogen utawa oksigen. Kajaba iku, sithik hidrogen lan oksigen kudu dicopot nalika metu saka sistem. Konsumsi banyu peralatan cilik yaiku 1L/Nm³H2, lan peralatan gedhe bisa dikurangi dadi 0.9L/Nm³H2. Sistem terus-terusan ngisi ulang banyu mentah. Liwat pengisian banyu, stabilitas tingkat cairan alkali lan konsentrasi alkali bisa dijaga, lan larutan reaksi bisa diisi ulang kanthi tepat wektu. banyu kanggo njaga konsentrasi alkali.
2) Sistem penyearah transformator
Sistem iki utamane kasusun saka rong piranti: transformator lan kabinet penyearah. Fungsi utamane yaiku kanggo ngowahi daya AC 10/35KV sing diwenehake dening pemilik ngarep dadi daya DC sing dibutuhake dening elektroliser, lan nyedhiyakake daya DC menyang elektroliser. Sebagian saka daya sing diwenehake digunakake kanggo ngurai banyu kanthi langsung. Molekul-molekul kasebut yaiku hidrogen lan oksigen, lan sebagian liyane ngasilake panas, sing dijupuk dening pendingin alkali liwat banyu pendingin.
Sebagéan gedhé transformator iku jinis lenga. Yen diselehake ing njero ruangan utawa ing njero wadhah, transformator jinis garing bisa digunakake. Transformator sing digunakake ing peralatan produksi hidrogen banyu elektrolitik minangka transformator khusus lan kudu dicocogake miturut data saben elektroliser, mula iku minangka peralatan sing disesuaikan.
(3) sistem kabinet distribusi daya
Kabinet distribusi daya utamane digunakake kanggo nyuplai peralatan 400V utawa umum dikenal minangka peralatan 380V menyang macem-macem komponen nganggo motor ing sistem pamisahan lan pemurnian hidrogen lan oksigen ing mburi peralatan produksi hidrogen banyu elektrolitik. Peralatan kasebut kalebu sirkulasi alkali ing kerangka pamisahan hidrogen lan oksigen. Pompa, pompa pengisian banyu ing sistem bantu; kabel pemanas ing sistem pangatusan lan pemurnian, lan sistem bantu sing dibutuhake dening kabeh sistem, kayata mesin banyu murni, pendingin, kompresor udara, menara pendingin, lan kompresor hidrogen mburi, mesin hidrogenasi lan peralatan liyane. Catu daya uga kalebu catu daya kanggo cahya, pemantauan lan sistem liyane saka kabeh stasiun.
(4) sistem kontrol
Sistem kontrol iki ngleksanakake kontrol otomatis PLC. PLC umume nggunakake Siemens 1200 utawa 1500. Dilengkapi layar tutul antarmuka interaksi manungsa-komputer, lan tampilan operasi lan parameter saben sistem peralatan lan tampilan logika kontrol diwujudake ing layar tutul.
5) Sistem sirkulasi alkali
Sistem iki utamane kalebu peralatan utama ing ngisor iki:
Pemisah hidrogen lan oksigen - pompa sirkulasi alkali - katup - filter alkali - elektroliser
Proses utama yaiku: cairan alkali sing dicampur karo hidrogen lan oksigen ing separator hidrogen lan oksigen dipisahake dening separator gas-cair banjur mili bali menyang pompa sirkulasi cairan alkali. Ing kene separator hidrogen lan separator oksigen disambungake, lan pompa sirkulasi cairan alkali bakal refluks. Cairan alkali sirkulasi menyang katup lan filter cairan alkali ing sisih mburi. Sawise filter nyaring rereged gedhe, cairan alkali sirkulasi menyang sisih njero elektroliser.
(6) Sistem hidrogen
Hidrogen diasilake saka sisih elektroda katoda lan tekan separator bebarengan karo sistem sirkulasi cairan alkali. Ing separator, amarga hidrogen dhewe relatif entheng, mula bakal misah saka cairan alkali kanthi alami lan tekan bagean ndhuwur separator, banjur ngliwati pipa kanggo pamisahan lan pendinginan luwih lanjut. Sawise pendinginan banyu, penangkap tetesan nangkep tetesan lan tekan kemurnian udakara 99%, sing tekan sistem pengeringan lan pemurnian mburi.
Evakuasi: Evakuasi hidrogen utamane digunakake kanggo evakuasi nalika miwiti lan mateni, operasi abnormal utawa kegagalan kemurnian, lan evakuasi kesalahan.
(7) Sistem oksigen
Jalur kanggo oksigen iku padha karo kanggo hidrogen, nanging ing separator sing beda.
Evakuasi: Saiki, umume proyek oksigen diobati kanthi evakuasi.
Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigen mung penting ing proyek khusus, kayata sawetara skenario aplikasi sing bisa nggunakake hidrogen lan oksigen kanthi kemurnian tinggi, kayata produsen serat optik. Ana uga sawetara proyek gedhe sing wis nyediakake papan kanggo pemanfaatan oksigen. Skenario aplikasi back-end yaiku produksi oksigen cair sawise pangatusan lan pemurnian, utawa panggunaan oksigen medis liwat sistem dispersi. Nanging, penyempurnaan skenario pemanfaatan kasebut durung ditemtokake. Konfirmasi luwih lanjut.
(8) sistem banyu pendingin
Proses elektrolisis banyu minangka reaksi endotermik. Proses produksi hidrogen kudu disedhiyakake energi listrik. Nanging, energi listrik sing dikonsumsi dening proses elektrolisis banyu ngluwihi penyerapan panas teoritis saka reaksi elektrolisis banyu. Tegese, sebagian listrik sing digunakake dening elektroliser diowahi dadi panas. Bagean iki panas utamane digunakake kanggo manasi sistem sirkulasi alkali ing wiwitan, supaya suhu larutan alkali mundhak nganti kisaran suhu 90 ± 5 °C sing dibutuhake dening peralatan. Yen elektroliser terus kerja sawise tekan suhu sing dirating, panas sing diasilake kudu digunakake. Banyu pendingin digawa metu kanggo njaga suhu normal zona reaksi elektrolisis. Suhu sing dhuwur ing zona reaksi elektrolisis bisa nyuda konsumsi energi, nanging yen suhu kasebut dhuwur banget, membran ruang elektrolisis bakal rusak, sing uga bakal ngrusak operasi peralatan jangka panjang.
Piranti iki mbutuhake suhu operasi sing dijaga ora luwih saka 95°C. Kajaba iku, hidrogen lan oksigen sing diasilake uga kudu didinginkan lan didehumidifikasi, lan piranti penyearah sing dikontrol silikon sing didinginkan banyu uga dilengkapi pipa pendingin sing dibutuhake.
Awak pompa peralatan gedhe uga mbutuhake partisipasi banyu pendingin.
(9) Sistem pangisian lan pembersihan nitrogen
Sadurunge debugging lan ngoperasikake piranti, sistem kudu diisi nitrogen kanggo uji kedap udara. Sadurunge miwiti normal, fase gas sistem uga kudu diresiki nganggo nitrogen kanggo mesthekake yen gas ing ruang fase gas ing loro-lorone hidrogen lan oksigen adoh saka jangkauan sing gampang kobong lan mbledhos.
Sawisé piranti dipateni, sistem kontrol bakal kanthi otomatis njaga tekanan lan nahan jumlah hidrogen lan oksigen tartamtu ing njero sistem. Yèn tekanan isih ana nalika piranti diuripake, ora perlu nindakake purging. Nanging, yèn kabèh tekanan wis diilangi, tekanan kasebut kudu dipurging manèh. Tindakan purging nitrogen.
(10) Sistem pangeringan hidrogen (pemurnian) (opsional)
Hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu didehidrasi nganggo pengering paralel, lan pungkasane diresiki nganggo filter tabung nikel sinter kanggo entuk hidrogen garing. (Miturut kabutuhan pangguna kanggo hidrogen produk, sistem kasebut bisa nambah piranti pemurnian, lan pemurnian kasebut nggunakake deoksidasi katalitik bimetalik paladium-platinum).
Hidrogen sing diasilake dening piranti produksi hidrogen elektrolisis banyu dikirim menyang piranti pemurnian hidrogen liwat tangki buffer.
Hidrogen dhisik ngliwati menara deoksigenasi. Ing sangisore aksi katalis, oksigen ing hidrogen bereaksi karo hidrogen kanggo ngasilake banyu.
Rumus reaksi: 2H2+O2 2H2O.
Banjur, hidrogen ngliwati kondensor hidrogen (sing ngademake gas kanggo ngembunake uap banyu ing gas kanggo ngasilake banyu, lan banyu sing wis kental bakal dibuwang kanthi otomatis metu saka sistem liwat kolektor cairan) lan mlebu menara adsorpsi.
Wektu kiriman: 14 Mei 2024
