Elektrolitikoahidrogenoaekoizpen-unitateak ur-elektrolisiaren multzo osoa biltzen duhidrogenoaprodukzio-ekipoak, ekipamendu nagusiak barne:
1. Zelula elektrolitikoa
2. Gas-likidoak bereizteko gailua
3. Lehortzeko eta arazteko sistema
4. Zati elektrikoak honako hauek ditu: transformagailua, zuzengailuaren armairua, PLC kontrol armairua, tresnen armairua, banaketa armairua, goiko ordenagailua, etab.
5. Sistema osagarriak honako hauek ditu nagusiki: soluzio alkaliko depositua, lehengaien ur depositua, makillajea ur-ponpa, nitrogeno zilindroa / busbarra, etab. aire-konpresorea, etab
hidrogeno- eta oxigeno-hozgailuak, eta ura tantaka-tranpa baten bidez biltzen da kontrol-sistemaren kontrolpean bidali aurretik; Elektrolitoa igarotzen dahidrogenoaeta oxigeno alkalino-iragazkiak, hidrogenoa eta oxigeno alkalino-hozgailuak, hurrenez hurren, zirkulazio-ponparen eraginez, eta gero zelula elektrolitikora itzultzen dira elektrolisi gehiago egiteko.
Sistemaren presioa presioa kontrolatzeko sistemak eta presio diferentziala kontrolatzeko sistemak erregulatzen du beherako prozesuen eta biltegiratzeen eskakizunak betetzeko.
Uraren elektrolisiak sortutako hidrogenoak garbitasun handiko eta ezpurutasun baxuaren abantailak ditu. Normalean, uraren elektrolisiak sortutako hidrogeno gasaren ezpurutasunak oxigenoa eta ura baino ez dira, beste osagairik gabe (katalizatzaile jakin batzuen pozoitzea ekidin dezakeena). Honek erosotasuna eskaintzen du purutasun handiko hidrogeno gasa ekoizteko, eta araztutako gasak kalitate elektronikoko gas industrialen estandarrak bete ditzake.
Hidrogenoa ekoizteko unitateak ekoizten duen hidrogenoa buffer depositu batetik pasatzen da, sistemaren lan-presioa egonkortzeko eta hidrogenotik doan ura kentzeko.
Hidrogenoa arazteko gailuan sartu ondoren, uraren elektrolisiak sortutako hidrogenoa gehiago purifikatzen da, erreakzio katalitikoaren eta bahe molekularraren adsortzio printzipioak erabiliz oxigenoa, ura eta beste ezpurutasun batzuk hidrogenotik kentzeko.
Ekipamenduak hidrogenoaren ekoizpena doitzeko sistema automatiko bat konfigura dezake benetako egoeraren arabera. Gas-kargaren aldaketek hidrogeno-biltegiaren presioaren gorabeherak eragingo dituzte. Biltegiratze deposituan instalatutako presio-transmisoreak 4-20mA-ko seinalea aterako dio PLCari jatorrizko ezarritako balioarekin alderatzeko, eta alderantzizko eraldaketa eta PID kalkulatu ondoren, 20-4mA-ko seinalea aterako du zuzengailuaren armairura, tamaina egokitzeko. elektrolisi korrontea, horrela hidrogenoaren ekoizpena hidrogenoaren karga aldaketen arabera automatikoki doitzeko helburua lortuz.
Uraren elektrolisiaren bidez hidrogenoa ekoizteko prozesuan erreakzio bakarra ura (H2O) da, ur gordinaz etengabe hornitu behar duena ura hornitzeko ponpa baten bidez. Hornitzeko posizioa hidrogenoa edo oxigeno-bereizgailuan dago. Gainera, hidrogenoak eta oxigenoak ur kopuru txiki bat kendu behar dute sistematik irtetean. Ur-kontsumo txikia duten ekipoek 1L/Nm ³ H2 kontsumi dezakete, eta ekipo handiagoek, berriz, 0,9L/Nm ³ H2-ra murriztu dezakete. Sistemak etengabe berritzen du ur gordina, eta horrek likido alkalinoaren maila eta kontzentrazioa egonkortasuna mantendu dezake. Era berean, erreakzionatutako ura garaiz bete dezake soluzio alkalinoaren kontzentrazioa mantentzeko.
- Transformadore-zuzengailu-sistema
Sistema hau, batez ere, bi gailuz osatuta dago, transformadore batek eta kabinete zuzentzaile batek. Bere funtzio nagusia front-end jabeak emandako 10/35KV AC potentzia zelula elektrolitikoak behar duen DC potentzia bihurtzea da, eta zelula elektrolitikoari DC potentzia hornitzea. Hornitutako potentziaren zati bat ur molekulak hidrogeno eta oxigeno bihurtzeko zuzenean deskonposatzeko erabiltzen da, eta beste zatiak beroa sortzen du, hozte-uraren bidez alkalino-hozgailuak egiten duena.
Transformadore gehienak olio motakoak dira. Barruan edo edukiontzi baten barruan jarriz gero, lehorreko transformadoreak erabil daitezke. Ur elektrolitikoko hidrogenoa ekoizteko ekipoetarako erabiltzen diren transformadoreak zelula elektrolitiko bakoitzaren datuen arabera parekatu behar diren transformadore bereziak dira, beraz, ekipamendu pertsonalizatuak dira.
Gaur egun, gehien erabiltzen den kabinete zuzentzailea tiristore mota da, ekipoen fabrikatzaileek onartzen duten erabilera denbora luzeagatik, egonkortasun handiagatik eta prezio baxuagatik. Hala eta guztiz ere, eskala handiko ekipamenduak front-end energia berriztagarrietara egokitzeko beharra dela eta, tiristore-zuzengailuen armairuen bihurtze-eraginkortasuna nahiko baxua da. Gaur egun, hainbat zuzengailu kabinete fabrikatzaile IGBT zuzentzaile armairu berriak hartzen saiatzen ari dira. IGBT dagoeneko oso ohikoa da beste industria batzuetan, hala nola energia eolikoa, eta uste da etorkizunean IGBT zuzentzaileen armairuek garapen handia izango dutela.
- Banaketa-armairu sistema
Banaketa-armairua, batez ere, hidrogeno-oxigenoa bereizteko eta arazteko sistemako motordun hainbat osagairi energia hornitzeko erabiltzen da, ur elektrolitikoko hidrogenoa ekoizteko ekipamenduaren atzean, 400V edo normalean 380V-ko ekipamendua barne. Ekipamenduak alkalino-zirkulazio-ponpa hidrogeno-oxigenoa bereizteko esparruan eta makillaje-ura-ponpa sistema osagarrian barne hartzen ditu; Lehortze- eta arazketa-sistemako berogailu-harientzako elikadura-hornidura, baita sistema osorako beharrezkoak diren sistema osagarriak ere, hala nola ur puruko makinak, hozgailuak, aire-konpresoreak, hozte-dorreak eta hidrogeno-konpresoreak, hidrogenazio-makinak, etab. ., geltoki osoaren argiztapen, monitorizazio eta bestelako sistemen elikadura-hornidura ere barne hartzen du.
- Control sistema
Kontrol-sistemak PLC kontrol automatikoa ezartzen du. PLCak, oro har, Siemens 1200 edo 1500 hartzen ditu, eta giza-makina elkarreraginaren ukipen-pantaila batekin hornituta dago. Ekipamenduaren sistema bakoitzaren funtzionamendu eta parametroen bistaratzea eta kontrol logikaren bistaratzea ukipen-pantailan gauzatzen dira.
5. Disoluzio alkaliko zirkulazio-sistema
Sistema honek, batez ere, honako ekipamendu nagusi hauek ditu:
Hidrogeno-oxigeno-bereizlea - Disoluzio alkalinoaren zirkulazio-ponpa - Balbula - Disoluzio alkalinoaren iragazkia - Zelula elektrolitikoa
Prozesu nagusia honako hau da: hidrogeno-oxigeno-bereizlean hidrogenoarekin eta oxigenoarekin nahasten den disoluzio alkalinoa gas-likido bereizgailuaren bidez bereizten da eta disoluzio alkalinoaren zirkulazio-ponpan errefluxuan jartzen da. Hidrogeno-bereizlea eta oxigeno-bereizlea hemen konektatzen dira, eta disoluzio alkalinoaren zirkulazio-ponpak errefluxuko disoluzio alkalinoa atzeko aldean dagoen balbula eta disoluzio alkalinoaren iragazkira zirkulatzen du. Iragazkiak ezpurutasun handiak iragazi ondoren, disoluzio alkalinoa zelula elektrolitikoaren barrualdera zirkulatzen da.
6.Hidrogeno sistema
Hidrogeno gasa elektrodo katodoaren aldean sortzen da eta bereizgailura iristen da soluzio alkalinoaren zirkulazio-sistemarekin batera. Bereizgailuaren barruan, hidrogeno gasa nahiko arina da eta berez bereizten da disoluzio alkalinotik, bereizgailuaren goiko partera iristen da. Ondoren, hodietatik igarotzen da gehiago bereizteko, hozte-urarekin hoztu eta tantaka-harrapagailu batek biltzen du, %99 inguruko garbitasuna lortzeko, atzeko lehortze- eta arazketa-sistemara iritsi aurretik.
Ebakuazioa: hidrogeno gasaren ebakuazioa abiarazteko eta itzaltzeko aldietan, eragiketa anormaletan edo purutasunak estandarrak betetzen ez dituenean erabiltzen da, baita arazoak konpontzeko ere.
7. Oxigeno-sistema
Oxigenoaren bidea hidrogenoaren antzekoa da, bereizgailu ezberdinetan egiten dena izan ezik.
Hustea: Gaur egun, proiektu gehienek oxigenoa husteko metodoa erabiltzen dute.
Erabilera: oxigenoaren erabilera-balioa proiektu berezietan baino ez da esanguratsua, hala nola hidrogenoa eta purutasun handiko oxigenoa erabil dezaketen aplikazioetan, adibidez, zuntz optikoko fabrikatzaileetan. Oxigenoa erabiltzeko lekua gorde duten proiektu handi batzuk ere badaude. Backend aplikazioaren eszenatokiak lehortu eta arazteko ondoren oxigeno likidoa ekoizteko edo sakabanaketa sistemen bidez oxigeno medikorako dira. Hala ere, erabilera-eszenatoki horien zehaztasunak berrespen gehiago behar du oraindik.
8. Ura hozteko sistema
Uraren elektrolisi-prozesua erreakzio endotermiko bat da, eta hidrogenoa ekoizteko prozesua energia elektrikoaz hornitu behar da. Hala ere, uraren elektrolisi-prozesuan kontsumitzen den energia elektrikoak uraren elektrolisi-erreakzioaren bero-xurgapen teorikoa gainditzen du. Beste era batera esanda, elektrolisi-zelulan erabiltzen den elektrizitatearen zati bat bero bihurtzen da, disoluzio alkalinoaren zirkulazio-sistema hasieran batez ere berotzeko erabiltzen dena, disoluzio alkalinoaren tenperatura behar den tenperatura 90 ± 5-ra igoz. ℃ ekipamendurako. Elektrolisi-zelulak tenperatura nominalera iritsi ondoren funtzionatzen jarraitzen badu, sortutako beroa ura hoztuz egin behar da elektrolisi-erreakzio-eremuaren tenperatura normala mantentzeko. Elektrolisi erreakzio eremuko tenperatura altuek energia-kontsumoa murrizten dute, baina tenperatura altuegia bada, elektrolisi-ganberaren diafragma kaltetu egingo da, eta horrek ekipamenduaren epe luzerako funtzionamendurako ere kaltegarria izango da.
Gailu honen funtzionamendu-tenperatura optimoa 95 ℃ baino gehiagotan mantendu behar da. Horrez gain, sortutako hidrogenoa eta oxigenoa ere hoztu eta deshumidifikatu behar dira, eta urarekin hoztutako tiristoreak zuzentzeko gailua beharrezkoak diren hozte-hodiak ere hornituta daude.
Ekipamendu handien ponparen gorputzak hozte-uraren parte hartzea ere eskatzen du.
- Nitrogenoa betetzeko eta nitrogenoa garbitzeko sistema
Gailua arazketa eta funtzionatu aurretik, nitrogenoaren estankotasun-proba bat egin behar da sisteman. Abiarazi baino lehen, sistemaren gas-fasea nitrogenoarekin garbitu behar da, hidrogenoaren eta oxigenoaren bi aldeetako gas-fasearen espazioko gasa sukoi eta lehergarrietatik urrun dagoela ziurtatzeko.
Ekipamendua itzali ondoren, kontrol sistemak presioa automatikoki mantenduko du eta sistema barruan hidrogeno eta oxigeno kopuru jakin bat mantenduko du. Hasieran presioa oraindik badago, ez dago garbiketa-ekintzarik egin beharrik. Hala ere, presioa guztiz arintzen bada, nitrogenoa garbitzeko ekintza berriro egin behar da.
- Hidrogenoa lehortzeko (araztea) sistema (aukerakoa)
Uraren elektrolisitik prestatutako hidrogeno-gasa lehorgailu paralelo baten bidez deshezetzen da, eta, azkenik, nikel-hodi sinterizatuaren iragazki baten bidez araztu, hidrogeno gas lehorra lortzeko. Erabiltzaileak produktuaren hidrogenoaren eskakizunen arabera, sistemak arazketa-gailu bat gehi dezake, paladio platinozko bimetalezko desoxigenazio katalitikoa erabiltzen duena arazketarako.
Uraren elektrolisiaren hidrogenoa ekoizteko unitateak ekoizten duen hidrogenoa hidrogenoa arazteko unitatera bidaltzen da, tampone-tanga baten bidez.
Hidrogeno gasa desoxigenazio-dorre batetik igarotzen da lehenik, eta katalizatzaile baten eraginez, hidrogeno gasaren oxigenoak hidrogeno gasarekin erreakzionatzen du ura sortzeko.
Erreakzio formula: 2H2+O2 2H2O.
Ondoren, hidrogeno gasa hidrogeno-kondentsadore batetik igarotzen da (gasa hozten du ur-lurruna uretara kondentsatzeko, eta sistematik kanpo automatikoki isurtzen da kolektore baten bidez) eta adsortzio-dorrera sartzen da.
Argitalpenaren ordua: 2024-12-03
