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: trafo, kabinet penyearah, kabinet kontrol program PLC, kabinet instrumen, kabinet distribusi daya, komputer host, dll.
5. Sistem tambahan terutama mencakup: tangki alkali, tangki air bahan baku, pompa pasokan air, botol nitrogen/bus bar, dll.
6. Sistem bantu keseluruhan peralatan meliputi: mesin air murni, menara air pendingin, chiller, kompresor udara, dll.
Dalam unit produksi hidrogen elektrolitik, air didekomposisi menjadi satu bagian hidrogen dan 1/2 bagian oksigen dalam elektroliser di bawah aksi arus searah. Hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dikirim ke pemisah gas-cair bersama dengan elektrolit untuk pemisahan. Hidrogen dan Oksigen didinginkan oleh pendingin hidrogen dan oksigen, dan penangkap tetesan menangkap dan menghilangkan air, dan kemudian dikirim keluar di bawah kendali sistem kendali; elektrolit melewati hidrogen, filter oksigen alkali, hidrogen, filter oksigen alkali, dll. di bawah aksi pompa sirkulasi. pendingin cair dan kemudian 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 dihasilkan dari elektrolisis air memiliki keunggulan kemurnian tinggi dan sedikit pengotor. Biasanya, pengotor dalam hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis air hanya berupa oksigen dan air, dan tidak ada komponen lain (yang dapat menghindari keracunan beberapa katalis), sehingga memberikan kemudahan untuk menghasilkan hidrogen dengan kemurnian tinggi. , setelah dimurnikan, gas yang dihasilkan dapat mencapai indikator gas industri kelas elektronik.
Hidrogen yang dihasilkan 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 adsorpsi saringan molekuler.
Peralatan tersebut dapat mengatur sistem penyesuaian otomatis untuk produksi hidrogen sesuai dengan situasi sebenarnya. 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 dan Setelah membandingkan nilai yang ditetapkan asli dan melakukan transformasi terbalik dan perhitungan PID, sinyal 20~4mA dikeluarkan dan dikirim ke kabinet penyearah ke menyesuaikan ukuran arus elektrolisis, sehingga mencapai 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 yang bereaksi dalam proses produksi hidrogen elektrolisis air adalah air (H2O), yang perlu terus menerus diisi ulang dengan air mentah melalui pompa pengisian air. Posisi pengisian air ada pada pemisah hidrogen atau oksigen. Selain itu, sejumlah kecil hidrogen dan oksigen harus dikeluarkan saat meninggalkan sistem. kelembaban. Konsumsi air pada peralatan kecil adalah 1L/Nm³H2, dan peralatan besar dapat dikurangi menjadi 0,9L/Nm³H2. Sistem ini terus menerus mengisi ulang air mentah. Melalui pengisian air, stabilitas tingkat cairan alkali dan konsentrasi alkali dapat dipertahankan, dan larutan reaksi dapat diisi ulang pada waktunya. air untuk menjaga 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 menyuplai daya DC ke elektroliser. Sebagian dari 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 trafo adalah tipe minyak. Jika ditempatkan di dalam ruangan atau di dalam wadah, trafo tipe kering dapat digunakan. Trafo yang digunakan pada peralatan produksi hidrogen air elektrolitik merupakan trafo khusus dan perlu dicocokkan sesuai dengan data masing-masing elektroliser, sehingga merupakan peralatan yang disesuaikan.
(3) sistem kabinet distribusi listrik
Kabinet distribusi daya terutama digunakan untuk menyuplai peralatan 400V atau biasa dikenal dengan 380V ke berbagai komponen dengan motor dalam sistem pemisahan dan pemurnian hidrogen dan oksigen di belakang peralatan produksi hidrogen air elektrolitik. Peralatan tersebut mencakup sirkulasi alkali dalam kerangka pemisahan hidrogen dan oksigen. Pompa, pompa pengisian air dalam sistem bantu; kabel pemanas dalam sistem pengeringan dan pemurnian, dan sistem tambahan yang dibutuhkan oleh keseluruhan 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 dari seluruh stasiun.
(4) sistem kendali
Sistem kontrol menerapkan kontrol otomatis PLC. PLC umumnya menggunakan Siemens 1200 atau 1500. Dilengkapi dengan layar sentuh antarmuka interaksi manusia-komputer, dan pengoperasian serta tampilan 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 bercampur dengan hidrogen dan oksigen dalam pemisah hidrogen dan oksigen dipisahkan oleh pemisah gas-cair kemudian dialirkan kembali ke pompa sirkulasi cairan alkali. Di sini pemisah hidrogen dan pemisah oksigen dihubungkan, dan pompa sirkulasi cairan alkali akan melakukan refluks. 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 katoda dan mencapai separator bersama dengan sistem sirkulasi cairan alkali. Pada separator, karena hidrogennya sendiri relatif ringan, maka secara alami akan terpisah dari cairan alkali dan mencapai bagian atas separator, kemudian melewati pipa untuk pemisahan dan pendinginan lebih lanjut. Setelah air didinginkan, penangkap tetesan menangkap tetesan dan mencapai kemurnian sekitar 99%, yang mencapai sistem pengeringan dan pemurnian bagian belakang.
Evakuasi: Evakuasi hidrogen terutama digunakan untuk evakuasi selama startup dan shutdown, operasi abnormal atau kegagalan kemurnian, dan evakuasi kesalahan.
(7) Sistem oksigen
Jalur oksigen serupa dengan jalur hidrogen, tetapi dalam pemisah yang berbeda.
Evakuasi: Saat ini, sebagian besar proyek oksigen ditangani dengan evakuasi.
Pemanfaatan: Nilai pemanfaatan oksigen hanya berarti dalam 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 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 masih belum ditentukan. Konfirmasi lebih lanjut.
(8) sistem air pendingin
Proses elektrolisis air merupakan reaksi endotermik. Proses produksi hidrogen harus disuplai dengan energi listrik. Namun energi listrik yang dikonsumsi oleh proses elektrolisis air melebihi penyerapan panas teoritis dari reaksi elektrolisis air. Artinya, 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 hingga kisaran suhu 90±5°C yang dibutuhkan oleh peralatan. Jika elektroliser terus bekerja setelah mencapai suhu pengenal, panas yang dihasilkan perlu digunakan Air pendingin dikeluarkan untuk menjaga suhu normal zona reaksi elektrolisis. Temperatur yang tinggi pada zona reaksi elektrolisis dapat mengurangi konsumsi energi, namun jika temperatur terlalu tinggi maka membran ruang elektrolisis akan rusak, yang juga akan merugikan pengoperasian peralatan dalam jangka panjang.
Perangkat ini memerlukan suhu pengoperasian yang dijaga tidak lebih dari 95°C. Selain itu, hidrogen dan oksigen yang dihasilkan juga harus didinginkan dan dihilangkan kelembapannya, dan perangkat penyearah yang dikontrol silikon berpendingin air juga dilengkapi dengan pipa pendingin yang diperlukan.
Badan pompa peralatan besar juga membutuhkan partisipasi air pendingin.
(9) Sistem pengisian nitrogen dan pembersihan nitrogen
Sebelum melakukan debug dan mengoperasikan perangkat, sistem harus diisi dengan nitrogen untuk pengujian kedap udara. Sebelum penyalaan normal, fase gas sistem juga perlu dibersihkan dengan nitrogen untuk memastikan bahwa gas dalam ruang fase gas di kedua sisi hidrogen dan oksigen jauh dari kisaran mudah terbakar dan meledak.
Setelah peralatan dimatikan, sistem kendali akan secara otomatis mempertahankan tekanan dan mempertahankan sejumlah hidrogen dan oksigen di dalam sistem. Jika tekanan masih ditemukan pada saat peralatan dihidupkan, maka tidak perlu dilakukan purging. Namun, jika semua tekanan telah hilang, maka perlu dilakukan pembersihan lagi. Tindakan pembersihan nitrogen.
(10) Sistem pengeringan hidrogen (pemurnian) (opsional)
Hidrogen yang dihasilkan dari elektrolisis air dihilangkan kelembapannya dengan pengering paralel, dan akhirnya ditaburi dengan filter tabung nikel yang disinter untuk mendapatkan 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 alat produksi hidrogen elektrolisis air dikirim ke alat pemurnian hidrogen melalui tangki penyangga.
Hidrogen pertama-tama melewati menara deoksigenasi. Di bawah aksi katalis, oksigen dalam hidrogen bereaksi dengan hidrogen 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 dikeluarkan dari sistem melalui pengumpul cairan) dan memasuki menara adsorpsi.
Waktu posting: 14 Mei-2024
