Unit produksi hidrogen elektrolisis mencakup satu set lengkap peralatan produksi hidrogen elektrolisis air. Peralatan utamanya adalah:
1. Elektroliser
2. Alat pemisah gas-cair
3. Sistem pengeringan dan pemurnian
4. Bagian kelistrikan meliputi: transformator, kabinet penyearah, kabinet kontrol program PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi daya, komputer induk, dll.
5. Sistem bantu utamanya meliputi: tangki alkali, tangki air bahan baku, pompa suplai air, botol nitrogen/bus bar, dll.
6. Sistem bantu peralatan secara keseluruhan meliputi: mesin air murni, menara air pendingin, chiller, kompresor udara, dll.
Pada unit produksi hidrogen elektrolit, air diurai menjadi satu bagian hidrogen dan 1/2 bagian oksigen di dalam elektroliser di bawah aksi arus searah. Hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dikirim ke pemisah gas-cair bersama dengan elektrolit untuk dipisahkan. Hidrogen dan oksigen didinginkan oleh pendingin hidrogen dan oksigen, dan penangkap tetesan menangkap dan membuang air, lalu dikirim keluar di bawah kendali sistem kendali; elektrolit melewati hidrogen, filter alkali oksigen, hidrogen, filter alkali oksigen, dll. di bawah aksi pompa sirkulasi. pendingin cair lalu kembali ke elektroliser untuk melanjutkan elektrolisis.
Tekanan sistem disesuaikan melalui sistem kontrol tekanan dan sistem kontrol tekanan diferensial untuk memenuhi persyaratan proses dan penyimpanan selanjutnya.
Hidrogen yang diproduksi melalui elektrolisis air memiliki keunggulan kemurnian tinggi dan sedikit pengotor. Biasanya, pengotor dalam hidrogen yang diproduksi melalui elektrolisis air hanya berupa oksigen dan air, dan tidak ada komponen lain (yang dapat menghindari keracunan beberapa katalis), yang memberikan kemudahan untuk memproduksi hidrogen dengan kemurnian tinggi. Setelah pemurnian, gas yang dihasilkan dapat mencapai indikator gas industri kelas elektronik.
Hidrogen yang diproduksi oleh perangkat produksi hidrogen melewati tangki penyangga untuk menstabilkan tekanan kerja sistem dan selanjutnya menghilangkan air bebas dalam hidrogen.
Setelah hidrogen memasuki perangkat pemurnian hidrogen, hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air dimurnikan lebih lanjut, dan oksigen, air, dan kotoran lain dalam hidrogen dihilangkan menggunakan prinsip reaksi katalitik dan penyerapan saringan molekuler.
Peralatan tersebut dapat menyiapkan sistem penyesuaian otomatis untuk produksi hidrogen sesuai dengan situasi aktual. Perubahan beban gas akan menyebabkan fluktuasi tekanan tangki penyimpanan hidrogen. Pemancar tekanan yang dipasang pada tangki penyimpanan akan mengeluarkan sinyal 4-20mA dan mengirimkannya ke PLC. Setelah membandingkan nilai set awal dan melakukan transformasi terbalik serta kalkulasi PID, sinyal 20~4mA dikeluarkan dan dikirim ke kabinet penyearah untuk menyesuaikan ukuran arus elektrolisis, sehingga tercapai tujuan penyesuaian otomatis produksi hidrogen sesuai dengan perubahan beban hidrogen.
Peralatan produksi hidrogen elektrolisis air alkali terutama mencakup sistem berikut:
(1)Sistem air bahan baku
Satu-satunya hal yang bereaksi dalam proses produksi hidrogen elektrolisis air adalah air (H2O), yang perlu terus diisi ulang dengan air mentah melalui pompa pengisian ulang air. Posisi pengisian ulang air berada pada pemisah hidrogen atau oksigen. Selain itu, sejumlah kecil hidrogen dan oksigen harus diambil saat meninggalkan sistem. dari kelembaban. Konsumsi air peralatan kecil adalah 1L/Nm³H2, dan peralatan besar dapat dikurangi menjadi 0,9L/Nm³H2. Sistem terus mengisi ulang air mentah. Melalui pengisian ulang air, stabilitas tingkat cairan alkali dan konsentrasi alkali dapat dipertahankan, dan larutan reaksi dapat diisi ulang tepat waktu. dari air untuk mempertahankan konsentrasi alkali.
2) Sistem penyearah transformator
Sistem ini terutama terdiri dari dua perangkat: transformator dan kabinet penyearah. Fungsi utamanya adalah mengubah daya AC 10/35KV yang disediakan oleh pemilik front-end menjadi daya DC yang dibutuhkan oleh elektroliser, dan memasok daya DC ke elektroliser. Sebagian daya yang disuplai digunakan untuk menguraikan air secara langsung. Molekulnya adalah hidrogen dan oksigen, dan bagian lainnya menghasilkan panas, yang dikeluarkan oleh pendingin alkali melalui air pendingin.
Sebagian besar transformator adalah tipe minyak. Jika ditempatkan di dalam ruangan atau di dalam wadah, transformator tipe kering dapat digunakan. Transformator yang digunakan dalam peralatan produksi hidrogen air elektrolit adalah transformator khusus dan perlu disesuaikan menurut data masing-masing elektroliser, sehingga merupakan peralatan yang disesuaikan.
(3) sistem kabinet distribusi daya
Kabinet distribusi daya terutama digunakan untuk memasok peralatan 400V atau yang biasa dikenal sebagai 380V ke berbagai komponen dengan motor dalam sistem pemisahan dan pemurnian hidrogen dan oksigen di belakang peralatan produksi hidrogen air elektrolit. Peralatan tersebut meliputi sirkulasi alkali dalam kerangka pemisahan hidrogen dan oksigen. Pompa, pompa pengisian ulang air dalam sistem tambahan; kabel pemanas dalam sistem pengeringan dan pemurnian, dan sistem tambahan yang dibutuhkan oleh seluruh sistem, seperti mesin air murni, pendingin, kompresor udara, menara pendingin, dan kompresor hidrogen back-end, mesin hidrogenasi, dan peralatan lainnya. Catu daya juga mencakup catu daya untuk penerangan, pemantauan, dan sistem lain di seluruh stasiun.
(4) sistem kontrol
Sistem kontrol menerapkan kontrol otomatis PLC. PLC umumnya menggunakan Siemens 1200 atau 1500. Dilengkapi dengan layar sentuh antarmuka interaksi manusia-komputer, dan tampilan operasi dan parameter setiap sistem peralatan serta tampilan logika kontrol diwujudkan pada layar sentuh.
5) Sistem sirkulasi alkali
Sistem ini terutama mencakup peralatan utama berikut:
Pemisah hidrogen dan oksigen - pompa sirkulasi alkali - katup - filter alkali - elektroliser
Proses utamanya adalah: cairan alkali yang dicampur dengan hidrogen dan oksigen dalam pemisah hidrogen dan oksigen dipisahkan oleh pemisah gas-cair dan kemudian mengalir kembali ke pompa sirkulasi cairan alkali. Di sini pemisah hidrogen dan pemisah oksigen dihubungkan, dan pompa sirkulasi cairan alkali akan mengalir balik. Cairan alkali bersirkulasi ke katup dan filter cairan alkali di bagian belakang. Setelah filter menyaring kotoran besar, cairan alkali bersirkulasi ke bagian dalam elektroliser.
(6)Sistem hidrogen
Hidrogen dihasilkan dari sisi elektroda katode dan mencapai separator bersama dengan sistem sirkulasi cairan alkali. Di separator, karena hidrogen itu sendiri relatif ringan, ia secara alami akan terpisah dari cairan alkali dan mencapai bagian atas separator, lalu melewati pipa untuk pemisahan dan pendinginan lebih lanjut. Setelah pendinginan air, penangkap tetesan menangkap tetesan dan mencapai kemurnian sekitar 99%, yang mencapai sistem pengeringan dan pemurnian ujung belakang.
Evakuasi: Evakuasi hidrogen terutama digunakan untuk evakuasi selama startup dan shutdown, operasi abnormal atau kegagalan kemurnian, dan evakuasi kesalahan.
(7) Sistem oksigen
Jalur untuk oksigen serupa dengan jalur untuk hidrogen, tetapi dalam pemisah yang berbeda.
Evakuasi: Saat ini, sebagian besar proyek oksigen ditangani dengan evakuasi.
Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigen hanya bermakna dalam proyek-proyek khusus, seperti beberapa skenario aplikasi yang dapat menggunakan hidrogen dan oksigen dengan kemurnian tinggi, seperti produsen serat optik. Ada juga beberapa proyek besar yang telah menyediakan ruang untuk pemanfaatan oksigen. Skenario aplikasi back-end adalah produksi oksigen cair setelah pengeringan dan pemurnian, atau penggunaan oksigen medis melalui sistem dispersi. Namun, penyempurnaan skenario pemanfaatan ini belum ditentukan. Konfirmasi lebih lanjut.
(8)sistem air pendingin
Proses elektrolisis air merupakan reaksi endotermik. Proses produksi hidrogen harus disuplai dengan energi listrik. Akan tetapi, energi listrik yang dikonsumsi oleh proses elektrolisis air melebihi penyerapan panas teoritis dari reaksi elektrolisis air. Dengan kata lain, sebagian listrik yang digunakan oleh elektroliser diubah menjadi panas. Bagian panas ini terutama digunakan untuk memanaskan sistem sirkulasi alkali di awal, sehingga suhu larutan alkali naik ke kisaran suhu 90±5°C yang dibutuhkan oleh peralatan. Jika elektroliser terus bekerja setelah mencapai suhu terukur, panas yang dihasilkan perlu digunakan Air pendingin dikeluarkan untuk mempertahankan suhu normal zona reaksi elektrolisis. Suhu tinggi di zona reaksi elektrolisis dapat mengurangi konsumsi energi, tetapi jika suhunya terlalu tinggi, membran ruang elektrolisis akan rusak, yang juga akan merugikan pengoperasian peralatan dalam jangka panjang.
Perangkat ini mengharuskan suhu operasi dijaga tidak lebih dari 95°C. Selain itu, hidrogen dan oksigen yang dihasilkan juga harus didinginkan dan didehumidifikasi, dan perangkat penyearah terkontrol silikon berpendingin air juga dilengkapi dengan jaringan pipa pendingin yang diperlukan.
Badan pompa peralatan besar juga memerlukan peran serta air pendingin.
(9) Sistem pengisian nitrogen dan pembersihan nitrogen
Sebelum melakukan debugging dan mengoperasikan perangkat, sistem harus diisi dengan nitrogen untuk pengujian kekedapan udara. Sebelum memulai secara normal, fase gas sistem juga harus dibersihkan dengan nitrogen untuk memastikan bahwa gas dalam ruang fase gas di kedua sisi hidrogen dan oksigen berada jauh dari jangkauan yang mudah terbakar dan meledak.
Setelah peralatan dimatikan, sistem kontrol akan secara otomatis mempertahankan tekanan dan menahan sejumlah hidrogen dan oksigen di dalam sistem. Jika tekanan masih ditemukan saat peralatan dinyalakan, tidak perlu melakukan pembersihan. Namun, jika semua tekanan dihilangkan, maka perlu dilakukan pembersihan lagi. Tindakan pembersihan nitrogen.
(10) Sistem pengeringan (pemurnian) hidrogen (opsional)
Hidrogen yang dihasilkan dari elektrolisis air dihilangkan kelembapannya oleh pengering paralel, dan akhirnya didebu oleh filter tabung nikel sinter untuk memperoleh hidrogen kering. (Sesuai dengan kebutuhan pengguna untuk produk hidrogen, sistem dapat menambahkan perangkat pemurnian, dan pemurnian menggunakan deoksidasi katalitik bimetalik paladium-platinum).
Hidrogen yang dihasilkan oleh perangkat produksi hidrogen elektrolisis air dikirim ke perangkat pemurnian hidrogen melalui tangki penyangga.
Hidrogen terlebih dahulu melewati menara deoksigenasi. Di bawah aksi katalis, oksigen dalam hidrogen bereaksi dengan hidrogen untuk menghasilkan air.
Rumus reaksi: 2H2+O2 2H2O.
Kemudian, hidrogen melewati kondensor hidrogen (yang mendinginkan gas untuk mengembunkan uap air dalam gas untuk menghasilkan air, dan air yang terkondensasi secara otomatis dibuang keluar sistem melalui pengumpul cairan) dan memasuki menara adsorpsi.
Waktu posting: 14-Mei-2024
