Elektrolitik kasebuthidrogenunit produksi kalebu sakumpulan elektrolisis banyu sing lengkaphidrogenperalatan produksi, kanthi peralatan utama kalebu:
1. Sel elektrolitik
2. Piranti pamisahan gas cair
3. Sistem pangatusan lan pemurnian
4. Bagean listrik kalebu: transformator, kabinet penyearah, kabinet kontrol PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi, komputer ndhuwur, lan liya-liyane
5. Sistem bantu utamane kalebu: tangki larutan alkali, tangki banyu bahan baku, pompa banyu pangisi, silinder/busbar nitrogen, lan liya-liyane. 6. Sistem bantu sakabèhé saka peralatan kasebut kalebu: mesin banyu murni, menara chiller, chiller, kompresor udara, lan liya-liyane.
pendingin hidrogen lan oksigen, lan banyu dikumpulake nganggo trap tetes sadurunge dikirim metu ing sangisore kontrol sistem kontrol; Elektrolit ngliwatihidrogenlan filter alkali oksigen, pendingin hidrogen lan alkali oksigen miturut aksi pompa sirkulasi, banjur bali menyang sel elektrolitik kanggo elektrolisis luwih lanjut.
Tekanan sistem diatur dening sistem kontrol tekanan lan sistem kontrol tekanan diferensial kanggo nyukupi syarat proses lan panyimpenan hilir.
Hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu nduweni kaluwihan yaiku kemurnian sing dhuwur lan rereged sing sithik. Biasane, rereged ing gas hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu mung oksigen lan banyu, tanpa komponen liyane (sing bisa nyegah keracunan katalis tartamtu). Iki nyedhiyakake kenyamanan kanggo ngasilake gas hidrogen kanthi kemurnian sing dhuwur, lan gas sing dimurnèkaké bisa memenuhi standar gas industri kelas elektronik.
Hidrogen sing diasilake dening unit produksi hidrogen ngliwati tangki buffer kanggo nyetabilake tekanan kerja sistem lan luwih lanjut mbusak banyu bebas saka hidrogen.
Sawisé mlebu ing piranti pemurnian hidrogen, hidrogen sing diasilake saka elektrolisis banyu dimurnèkaké luwih lanjut, nggunakaké prinsip reaksi katalitik lan adsorpsi saringan molekuler kanggo mbusak oksigen, banyu, lan rereged liyané saka hidrogen.
Piranti kasebut bisa nyetel sistem pangaturan produksi hidrogen otomatis miturut kahanan nyata. Owah-owahan beban gas bakal nyebabake fluktuasi tekanan tangki panyimpenan hidrogen. Pemancar tekanan sing dipasang ing tangki panyimpenan bakal ngetokake sinyal 4-20mA menyang PLC kanggo dibandhingake karo nilai sing disetel asli, lan sawise transformasi terbalik lan pitungan PID, ngetokake sinyal 20-4mA menyang kabinet penyearah kanggo nyetel ukuran arus elektrolisis, saengga entuk tujuan pangaturan otomatis produksi hidrogen miturut owah-owahan beban hidrogen.
Reaksi siji-sijine ing proses produksi hidrogen kanthi elektrolisis banyu yaiku banyu (H2O), sing kudu terus disedhiyakake banyu mentah liwat pompa pengisian banyu. Posisi pengisian dumunung ing separator hidrogen utawa oksigen. Kajaba iku, hidrogen lan oksigen kudu njupuk banyu sithik nalika metu saka sistem. Peralatan kanthi konsumsi banyu sithik bisa ngonsumsi 1L/Nm³ H2, dene peralatan sing luwih gedhe bisa nyuda dadi 0.9L/Nm³ H2. Sistem kasebut terus-terusan ngisi banyu mentah, sing bisa njaga stabilitas tingkat lan konsentrasi cairan alkali. Uga bisa ngisi banyu sing direaksikake kanthi tepat wektu kanggo njaga konsentrasi larutan alkali.
- Sistem penyearah transformator
Sistem iki utamane kasusun saka rong piranti, yaiku transformator lan kabinet penyearah. Fungsi utamane yaiku kanggo ngowahi daya AC 10/35KV sing diwenehake dening pemilik ngarep dadi daya DC sing dibutuhake dening sel elektrolitik, lan nyedhiyakake daya DC menyang sel elektrolitik. Sebagian saka daya sing diwenehake digunakake kanggo langsung ngurai molekul banyu dadi hidrogen lan oksigen, lan sebagian liyane ngasilake panas, sing ditindakake dening pendingin alkali liwat banyu pendingin.
Sebagéan gedhé transformator iku jinis lenga. Yen diselehake ing njero ruangan utawa ing njero wadhah, transformator tipe garing bisa digunakake. Transformator sing digunakake kanggo peralatan produksi hidrogen banyu elektrolitik yaiku transformator khusus sing kudu dicocogake miturut data saben sel elektrolitik, mula iku peralatan sing disesuaikan.
Saiki, kabinet penyearah sing paling umum digunakake yaiku jinis thyristor, sing didhukung dening produsen peralatan amarga wektu panggunaan sing suwe, stabilitas sing dhuwur, lan rega sing murah. Nanging, amarga kabutuhan kanggo adaptasi peralatan skala gedhe menyang energi terbarukan sing paling anyar, efisiensi konversi kabinet penyearah thyristor relatif kurang. Saiki, macem-macem produsen kabinet penyearah ngupayakake kanggo nggunakake kabinet penyearah IGBT anyar. IGBT wis umum banget ing industri liyane kayata tenaga angin, lan dipercaya manawa kabinet penyearah IGBT bakal duwe perkembangan sing signifikan ing mangsa ngarep.
- Sistem kabinet distribusi
Kabinet distribusi utamane digunakake kanggo nyedhiyakake daya menyang macem-macem komponen nganggo motor ing sistem pamisahan lan pemurnian oksigen hidrogen ing mburi peralatan produksi hidrogen banyu elektrolitik, kalebu 400V utawa umum diarani peralatan 380V. Peralatan kasebut kalebu pompa sirkulasi alkali ing kerangka pamisahan oksigen hidrogen lan pompa banyu make-up ing sistem bantu; Catu daya kanggo kabel pemanas ing sistem pangatusan lan pemurnian, uga sistem bantu sing dibutuhake kanggo kabeh sistem kayata mesin banyu murni, pendingin, kompresor udara, menara pendingin, lan kompresor hidrogen mburi, mesin hidrogenasi, lan liya-liyane, uga kalebu catu daya kanggo cahya, pemantauan, lan sistem liyane saka kabeh stasiun.
- Controsistem l
Sistem kontrol iki ngleksanakake kontrol otomatis PLC. PLC umume nganggo Siemens 1200 utawa 1500, lan dilengkapi layar tutul antarmuka interaksi manungsa-mesin. Tampilan operasi lan parameter saben sistem peralatan uga tampilan logika kontrol diwujudake ing layar tutul.
5. Sistem sirkulasi larutan alkali
Sistem iki utamane kalebu peralatan utama ing ngisor iki:
Pemisah oksigen hidrogen – Pompa sirkulasi larutan alkali – Katup – Filter larutan alkali – Sel elektrolitik
Proses utama kaya ing ngisor iki: larutan alkali sing dicampur karo hidrogen lan oksigen ing separator oksigen hidrogen dipisahake dening separator gas-cair lan direfluks menyang pompa sirkulasi larutan alkali. Separator hidrogen lan separator oksigen disambungake ing kene, lan pompa sirkulasi larutan alkali ngiderake larutan alkali sing direfluks menyang katup lan filter larutan alkali ing sisih mburi. Sawise filter nyaring rereged gedhe, larutan alkali disirkulasi menyang njero sel elektrolitik.
6. Sistem hidrogen
Gas hidrogen diasilake saka sisih elektroda katoda lan tekan separator bebarengan karo sistem sirkulasi larutan alkali. Ing njero separator, gas hidrogen relatif entheng lan dipisahake kanthi alami saka larutan alkali, tekan bagean ndhuwur separator. Banjur, gas kasebut ngliwati pipa kanggo pamisahan luwih lanjut, didinginkan nganggo banyu pendingin, lan dikumpulake dening penangkap tetes kanggo entuk kemurnian udakara 99% sadurunge tekan sistem pangatusan lan pemurnian mburi.
Evakuasi: Evakuasi gas hidrogen utamane digunakake nalika periode wiwitan lan mati, operasi ora normal, utawa nalika kemurnian ora memenuhi standar, uga kanggo ngatasi masalah.
7. Sistem oksigen
Jalur oksigen iku padha karo hidrogen, kajaba ditindakake ing separator sing beda.
Ngosongake: Saiki, umume proyèk nggunakake metode ngosongake oksigen.
Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigen mung penting ing proyek khusus, kayata aplikasi sing bisa nggunakake hidrogen lan oksigen kemurnian tinggi, kayata produsen serat optik. Ana uga sawetara proyek gedhe sing wis nyediakake papan kanggo pemanfaatan oksigen. Skenario aplikasi backend yaiku kanggo produksi oksigen cair sawise pangatusan lan pemurnian, utawa kanggo oksigen medis liwat sistem dispersi. Nanging, presisi skenario pemanfaatan kasebut isih butuh konfirmasi luwih lanjut.
8. Sistem banyu pendingin
Proses elektrolisis banyu minangka reaksi endotermik, lan proses produksi hidrogen kudu disedhiyakake energi listrik. Nanging, energi listrik sing dikonsumsi ing proses elektrolisis banyu ngluwihi panyerepan panas teoritis saka reaksi elektrolisis banyu. Kanthi tembung liya, sebagian listrik sing digunakake ing sel elektrolisis diowahi dadi panas, sing utamane digunakake kanggo manasi sistem sirkulasi larutan alkali ing wiwitan, ngunggahake suhu larutan alkali menyang kisaran suhu sing dibutuhake 90 ± 5 ℃ kanggo peralatan kasebut. Yen sel elektrolisis terus beroperasi sawise tekan suhu sing dirating, panas sing diasilake kudu ditindakake kanthi banyu pendingin kanggo njaga suhu normal zona reaksi elektrolisis. Suhu sing dhuwur ing zona reaksi elektrolisis bisa nyuda konsumsi energi, nanging yen suhu kasebut dhuwur banget, diafragma ruang elektrolisis bakal rusak, sing uga bakal ngrusak operasi peralatan jangka panjang.
Suhu operasi optimal kanggo piranti iki kudu dijaga ora luwih saka 95 ℃. Kajaba iku, hidrogen lan oksigen sing diasilake uga kudu didinginkan lan didehumidifikasi, lan piranti penyearah thyristor sing didinginkan banyu uga dilengkapi pipa pendingin sing dibutuhake.
Awak pompa peralatan gedhe uga mbutuhake partisipasi banyu pendingin.
- Sistem pengisian nitrogen dan pembersihan nitrogen
Sadurunge debugging lan ngoperasikake piranti, tes kekencengan nitrogen kudu ditindakake ing sistem kasebut. Sadurunge miwiti normal, uga dibutuhake kanggo ngresiki fase gas sistem 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 diwiwiti, ora perlu nindakake tindakan pembersihan. Nanging, yèn tekanan wis ilang kabèh, tindakan pembersihan nitrogen kudu ditindakake manèh.
- Sistem pangeringan hidrogen (pemurnian) (opsional)
Gas hidrogen sing digawe saka elektrolisis banyu didehidrasi nganggo pengering paralel, lan pungkasane dimurnèkaké nganggo filter tabung nikel sing disinter kanggo entuk gas hidrogen garing. Miturut kabutuhan pangguna kanggo produk hidrogen, sistem kasebut bisa nambah piranti pemurnian, sing nggunakake deoksigenasi katalitik bimetalik paladium platinum kanggo pemurnian.
Hidrogen sing diasilake dening unit produksi hidrogen elektrolisis banyu dikirim menyang unit pemurnian hidrogen liwat tangki buffer.
Gas hidrogen dhisik ngliwati menara deoksigenasi, lan ing sangisore aksi katalis, oksigen ing gas hidrogen bereaksi karo gas hidrogen kanggo ngasilake banyu.
Rumus reaksi: 2H2+O2 2H2O.
Banjur, gas hidrogen ngliwati kondensor hidrogen (sing ngademake gas kanggo ngembunake uap banyu dadi banyu, sing kanthi otomatis dibuwang metu saka sistem liwat kolektor) lan mlebu menara adsorpsi.
Wektu kiriman: 03-Desember-2024
