Elektrolisi bidezko hidrogenoa ekoizteko unitateak ur elektrolisi bidezko hidrogenoa ekoizteko ekipamendu multzo oso bat barne hartzen du. Ekipamendu nagusia hau da:
1. Elektrolizatzailea
2. Gas-likido bereizketa gailua
3. Lehortze eta arazketa sistema
4. Zati elektrikoak honako hauek ditu: transformadorea, zuzentzaile-kabinetea, PLC programaren kontrol-kabinetea, tresnen kabinetea, energia banatzeko kabinetea, ordenagailu nagusia, etab.
5. Sistema osagarriak honako hauek ditu batez ere: alkali depositua, lehengaien ur depositua, ur hornidura ponpa, nitrogeno botila/bus barra, etab.
6. Ekipamenduaren sistema osagarri orokorrak honako hauek ditu: ur puruaren makina, hozteko ur-dorrea, hozkailua, aire-konpresorea, etab.
Hidrogeno elektrolitikoa ekoizteko unitatean, ura hidrogeno zati bat eta oxigeno zati erdi batean deskonposatzen da elektrolizatzailean, korronte zuzenaren eraginez. Sortutako hidrogenoa eta oxigenoa gas-likido bereizgailura bidaltzen dira elektrolitoarekin batera, bereizteko. Hidrogenoa eta oxigenoa hozten dira hidrogeno eta oxigeno hozkailuek, eta tanta-biltzaileak ura hartu eta kentzen du, eta gero kontrol-sistemaren kontrolpean bidaltzen da; elektrolitoa zirkulazio-ponparen eraginez hidrogeno, oxigeno alkali iragazki, hidrogeno, oxigeno alkali iragazki eta abarretatik igarotzen da. likido hozkailutik eta gero elektrolizatzailera itzultzen da elektrolisia jarraitzeko.
Sistemaren presioa presio-kontrol sistemaren eta presio diferentzialaren kontrol sistemaren bidez doitzen da, ondorengo prozesuen eta biltegiratzearen eskakizunak betetzeko.
Uraren elektrolisiaren bidez sortutako hidrogenoak purutasun handiko eta ezpurutasun gutxiko abantailak ditu. Normalean, uraren elektrolisiaren bidez sortutako hidrogenoaren ezpurutasunak oxigenoa eta ura baino ez dira, eta ez beste osagairik (horrek katalizatzaile batzuen intoxikazioa saihestu dezake), eta horrek hidrogeno purutasun handiko ekoizpena errazten du. , araztu ondoren, sortutako gasak industria-mailako gas elektronikoaren adierazleak lor ditzake.
Hidrogenoa ekoizteko gailuak sortutako hidrogenoa buffer-tanga batetik igarotzen da sistemaren lan-presioa egonkortzeko eta hidrogenoan dagoen ura librea kentzeko.
Hidrogenoa hidrogenoa arazteko gailuan sartu ondoren, uraren elektrolisiak sortutako hidrogenoa gehiago purifikatzen da, eta hidrogenoan dauden oxigenoa, ura eta beste ezpurutasun batzuk kentzen dira erreakzio katalitikoaren eta bahe molekularraren adsorzioaren printzipioak erabiliz.
Ekipamenduak hidrogenoaren ekoizpenerako doikuntza sistema automatiko bat konfigura dezake benetako egoeraren arabera. Gas-kargaren aldaketek hidrogeno-biltegiratze-tangaren presioan gorabeherak eragingo dituzte. Biltegiratze-tangaren gainean instalatutako presio-transmisoreak 4-20mA-ko seinalea emango du eta PLCra bidaliko du. Jatorrizko ezarritako balioa alderatu eta alderantzizko eraldaketa eta PID kalkulua egin ondoren, 20~4mA-ko seinalea emango da eta zuzentzaile-kabinetera bidaltzen da elektrolisi-korrontearen tamaina doitzeko, horrela hidrogenoaren ekoizpena automatikoki doitzeko helburua lortuz, hidrogeno-kargaren aldaketen arabera.
Ur alkalinoaren elektrolisi hidrogenoa ekoizteko ekipoek batez ere sistema hauek dituzte:
(1) Lehengaien ur-sistema
Uraren elektrolisiaren hidrogenoa ekoizteko prozesuan erreakzionatzen duen gauza bakarra ura (H2O) da, eta etengabe ur gordinarekin berritu behar da ura berritzeko ponpa baten bidez. Ura berritzeko posizioa hidrogeno edo oxigeno bereizgailuan dago. Gainera, hidrogeno eta oxigeno kantitate txiki bat kendu behar da sistematik irtetean. hezetasunaren. Ekipamendu txikien ur-kontsumoa 1L/Nm³H2 da, eta ekipamendu handiena 0,9L/Nm³H2-ra murriztu daiteke. Sistemak etengabe ur gordina berritzen du. Ura berrituz, alkali likidoaren mailaren eta alkali kontzentrazioaren egonkortasuna mantendu daiteke, eta erreakzio-soluzioa garaiz berritu daiteke. ur lixibaren kontzentrazioa mantentzeko.
2) Transformadore-zuzentzaile sistema
Sistema hau bi gailuz osatuta dago batez ere: transformadore bat eta zuzentzaile-kabinete bat. Bere funtzio nagusia aurrealdeko jabeak emandako 10/35 KV-ko korronte alternoa elektrolizatzaileak behar duen korronte zuzen bihurtzea da, eta elektrolizatzaileari korronte zuzena ematea. Hornitutako energiaren zati bat ura zuzenean deskonposatzeko erabiltzen da. Molekulak hidrogenoa eta oxigenoa dira, eta beste zatiak beroa sortzen du, eta bero hori lixiba-hozkailuak hozteko uraren bidez ateratzen du.
Transformadore gehienak olio motakoak dira. Barrualdean edo ontzi baten barruan jartzen badira, transformadore lehorrak erabil daitezke. Ur elektrolitikoa hidrogenoa ekoizteko ekipoetan erabiltzen diren transformadoreak transformadore bereziak dira eta elektrolizatzaile bakoitzaren datuen arabera egokitu behar dira, beraz, ekipamendu pertsonalizatuak dira.
(3) energia banatzeko kabinete sistema
Energia banatzeko armairua batez ere 400V-ko edo 380V-ko ekipamendua hornitzeko erabiltzen da, hidrogeno eta oxigenoaren bereizketa eta arazketa sistemen motorrak dituzten hainbat osagairi, ur elektrolitikoaren hidrogenoa ekoizteko ekipoen atzean daudenak. Ekipamenduak hidrogeno eta oxigenoaren bereizketa esparruko alkali zirkulazioa barne hartzen du. Ponpak, ura berriz hornitzeko ponpak sistema laguntzaileetan; berogailu hariak lehortze eta arazketa sistemetan, eta sistema osoak behar dituen sistema laguntzaileak, hala nola ur puruko makinak, hozkailuak, aire konpresoreak, hozte dorreak eta atzeko hidrogeno konpresoreak, hidrogenazio makinak eta bestelako ekipamenduak. Energia hornidurak estazio osoko argiztapen, monitorizazio eta beste sistema batzuetarako energia hornidura ere barne hartzen du.
(4) kontrol sistema
Kontrol sistemak PLC kontrol automatikoa ezartzen du. PLCak, oro har, Siemens 1200 edo 1500 erabiltzen du. Giza-ordenagailu interakzio interfazea duen ukipen-pantaila batekin hornituta dago, eta ekipamenduaren sistema bakoitzaren funtzionamendua eta parametroen bistaratzea eta kontrol logikaren bistaratzea ukipen-pantailan egiten dira.
5) Alkali zirkulazio sistema
Sistema honek, batez ere, ekipamendu nagusi hauek ditu:
Hidrogeno eta oxigeno bereizgailua - alkali zirkulazio ponpa - balbula - alkali iragazkia - elektrolizatzailea
Prozesu nagusia hau da: hidrogeno eta oxigeno bereizgailuan hidrogeno eta oxigenoarekin nahastutako alkali likidoa gas-likido bereizgailuak bereizten du eta gero alkali likidoaren zirkulazio-ponpara itzultzen da. Hemen hidrogeno bereizgailua eta oxigeno bereizgailua konektatzen dira, eta alkali likidoaren zirkulazio-ponpak irfluxua egingo du. Alkali likidoa balbulara eta atzeko aldean dagoen alkali likidoaren iragazkira zirkulatzen da. Iragazkiak ezpurutasun handiak iragazi ondoren, alkali likidoa elektrolizatzailearen barrualdera zirkulatzen da.
(6) Hidrogeno sistema
Hidrogenoa katodoaren elektrodoaren aldetik sortzen da eta bereizgailura iristen da likido alkalinoaren zirkulazio-sistemarekin batera. Bereizgailuan, hidrogenoa bera nahiko arina denez, modu naturalean bereiziko da likido alkalinotik eta bereizgailuaren goiko aldera iritsiko da, eta gero hoditik igaroko da gehiago bereizteko eta hozteko. Urarekin hoztu ondoren, tanta-biltzaileak tantak jasotzen ditu eta % 99 inguruko purutasuna lortzen du, eta horrek lehortze eta arazketa sistema atzeko aldera iristen du.
Ebakuazioa: Hidrogenoaren ebakuazioa batez ere abiaraztean eta itzaltzean, funtzionamendu anormalean edo purutasun-hutsegiteetan eta akatsen ebakuaziorako erabiltzen da.
(7) Oxigeno sistema
Oxigenoaren bidea hidrogenoarenaren antzekoa da, baina bereizgailu desberdin batean.
Ebakuazioa: Gaur egun, oxigeno proiektu gehienak ebakuazio bidez tratatzen dira.
Erabilera: Oxigenoaren erabilera-balioa proiektu berezietan bakarrik da esanguratsua, hala nola hidrogenoa eta oxigeno purua erabil ditzaketen aplikazio-eszenatoki batzuetan, hala nola zuntz optikoen fabrikatzaileetan. Oxigenoaren erabilerarako espazioa gorde duten proiektu handi batzuk ere badaude. Atzeko aplikazio-eszenatokiak hauek dira: oxigeno likidoa lehortu eta araztearen ondoren ekoiztea, edo oxigeno medikoa sakabanaketa-sistema baten bidez erabiltzea. Hala ere, erabilera-eszenatoki horien fintzea oraindik ez da zehaztu. Berrespen gehiago.
(8) hozteko uraren sistema
Uraren elektrolisi prozesua erreakzio endotermikoa da. Hidrogenoa ekoizteko prozesua energia elektrikoz hornitu behar da. Hala ere, uraren elektrolisi prozesuak kontsumitzen duen energia elektrikoak uraren elektrolisi erreakzioaren bero-xurgapen teorikoa gainditzen du. Hau da, elektrolizatzaileak erabiltzen duen elektrizitatearen zati bat bero bihurtzen da. Beroaren zati hau batez ere alkali zirkulazio sistema berotzeko erabiltzen da hasieran, alkali disoluzioaren tenperatura ekipamenduak behar duen 90±5°C tenperatura-tartera igo dadin. Elektrolizatzaileak tenperatura nominala lortu ondoren funtzionatzen jarraitzen badu, sortutako beroa erabili behar da. Hozteko ura ateratzen da elektrolisi erreakzio eremuaren tenperatura normala mantentzeko. Elektrolisi erreakzio eremuko tenperatura altuak energia-kontsumoa murriztu dezake, baina tenperatura altuegia bada, elektrolisi ganberako mintza suntsitu egingo da, eta horrek kaltegarria izango da ekipamenduaren epe luzeko funtzionamendurako.
Gailu honek funtzionamendu-tenperatura 95 °C-tik gorakoa ez izatea eskatzen du. Horrez gain, sortutako hidrogenoa eta oxigenoa hoztu eta hezetasunik gabe utzi behar dira, eta urarekin hoztutako siliziozko kontrolatutako zuzentzaile-gailuak beharrezko hozte-hodiak ere baditu.
Ekipamendu handien ponpa-gorputzak hozte-uraren parte-hartzea ere behar du.
(9) Nitrogenoa betetzeko eta nitrogenoa garbitzeko sistema
Gailua arakatu eta erabili aurretik, sistema nitrogenoz bete behar da hermetikotasun probak egiteko. Abiarazte normala hasi aurretik, sistemaren gas fasea nitrogenoz garbitu behar da, hidrogenoaren eta oxigenoaren bi aldeetako gas fase espazioko gasa sukoi eta lehergailu eremutik urrun dagoela ziurtatzeko.
Ekipoa itzali ondoren, kontrol sistemak automatikoki presioa mantenduko du eta hidrogeno eta oxigeno kopuru jakin bat atxikiko du sistemaren barruan. Ekipoa piztean presioa oraindik aurkitzen bada, ez dago purgatzeko beharrik. Hala ere, presio guztia kentzen bada, berriro purgatu beharko da. Nitrogenoaren purgatze ekintza.
(10) Hidrogenoaren lehortze (arazketa) sistema (aukerakoa)
Uraren elektrolisiaren bidez sortutako hidrogenoa lehorgailu paralelo batek deshumidifikatzen du, eta azkenik nikel hodi sinterizatuzko iragazki batek hautseztatzen du hidrogeno lehorra lortzeko. (Erabiltzailearen produktu hidrogenoaren beharren arabera, sistemak arazketa gailu bat gehi dezake, eta arazketa paladio-platino bimetaliko desoxidazio katalitikoa erabiltzen du).
Uraren elektrolisi bidezko hidrogenoa ekoizteko gailuak sortutako hidrogenoa hidrogenoa arazteko gailura bidaltzen da buffer deposituaren bidez.
Hidrogenoa lehenik desoxigenazio-dorretik igarotzen da. Katalizatzailearen eraginpean, hidrogenoan dagoen oxigenoak hidrogenoarekin erreakzionatzen du ura sortzeko.
Erreakzio-formula: 2H2+O2 2H2O.
Ondoren, hidrogenoa hidrogeno-kondentsadoretik igarotzen da (honek gasa hozten du gasaren ur-lurruna kondentsatzeko ura sortzeko, eta kondentsatutako ura automatikoki isurtzen da sistematik likido-kolektorearen bidez) eta adsorzio-dorrera sartzen da.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 14a
