Электролиз водород җитештерү җайланмасы су электролизы водород җитештерү җиһазларының тулы комплектын үз эченә ала. Төп җиһазлар:
1. Электролизер
2. Газ-сыеклыкны аеру җайланмасы
3. Киптерү һәм чистарту системасы
4. Электр өлеше түбәндәгеләрне үз эченә ала: трансформатор, турылаткыч корпус, PLC программа белән идарә итү корпусы, приборлар корпусы, электр бүлү корпусы, төп компьютер һ.б.
5. Ярдәмче система, нигездә, түбәндәгеләрне үз эченә ала: селте багы, чимал су багы, су белән тәэмин итү насосы, азот шешәсе/шина багы һ.б.
6. Җиһазларның гомуми ярдәмче системасы түбәндәгеләрне үз эченә ала: саф су машинасы, суыту манарасы, суыткыч, һава компрессоры һ.б.
Электролитик водород җитештерү җайланмасында су электролизерда туры ток тәэсирендә бер өлеш водородка һәм 1/2 өлеш кислородка таркала. Барлыкка килгән водород һәм кислород электролит белән бергә аеру өчен газ-сыеклык сепараторына җибәрелә. Водород һәм кислород водород һәм кислород суыткычлары белән суытыла, ә тамчы тотучы суны тотып ала һәм чыгара, аннары контроль системасы контроле астында җибәрелә; циркуляция насосы тәэсирендә электролит водород, кислород селте фильтры, водород, кислород селте фильтры һ.б. аша үтә, аннары электролизны дәвам итү өчен электролизерга кире кайтарыла.
Системаның басымы, аннан соңгы процесслар һәм саклау таләпләрен канәгатьләндерү өчен, басымны контрольдә тоту системасы һәм дифференциаль басымны контрольдә тоту системасы аша көйләнә.
Су электролизы белән җитештерелгән водородның югары сафлык һәм аз катнашмалар өстенлекләре бар. Гадәттә, су электролизы белән җитештерелгән водородтагы катнашмалар кислород һәм су гына була, башка компонентлар юк (кайбер катализаторларның агулануыннан саклана ала), бу югары сафлыклы водород җитештерү өчен уңайлыклар тудыра. Чистартудан соң, җитештерелгән газ электрон класслы сәнәгать газы күрсәткечләренә ирешә ала.
Водород җитештерү җайланмасы тарафыннан җитештерелгән водород системаның эш басымын тотрыклыландыру һәм водородтагы ирекле суны чыгару өчен буфер багы аша үтә.
Водород водородны чистарту җайланмасына кергәннән соң, су электролизы ярдәмендә җитештерелгән водород тагын да чистартыла, һәм водородтагы кислород, су һәм башка катнашмалар каталитик реакция һәм молекуляр иләк адсорбциясе принциплары ярдәмендә бетерелә.
Җиһазлар чынбарлыктагы хәлгә карап водород җитештерү өчен автоматик көйләү системасын урнаштыра ала. Газ йөкләмәсенең үзгәрүе водород саклау багының басымында тирбәнешләргә китерәчәк. Саклау багына урнаштырылган басым тапшыргычы 4-20 мА сигнал чыгара һәм аны PLCга җибәрә. Башлангыч куелган кыйммәтне чагыштырганнан һәм кире трансформация һәм PID исәпләүләрен башкарганнан соң, 20 ~ 4 мА сигнал чыгарыла һәм электролиз тогы зурлыгын көйләү өчен турылаткыч шкафка җибәрелә, шуның белән водород йөкләмәсенең үзгәрүенә карап водород җитештерүне автоматик рәвештә көйләү максатына ирешелә.
Селте су электролизы белән водород җитештерү җиһазлары, нигездә, түбәндәге системаларны үз эченә ала:
(1) Чимал су системасы
Су электролизында водород җитештерү процессында реакциягә керә торган бердәнбер әйбер - су (H2O), аны суны тулыландыру насосы аша чимал су белән даими рәвештә тулыландырып торырга кирәк. Суны тулыландыру позициясе водород яки кислород сепараторында. Моннан тыш, системадан чыкканда аз күләмдә водород һәм кислород алынырга тиеш. Кечкенә җиһазларның су куллануы 1 л/Нм³Н2, ә зур җиһазларныкы 0,9 л/Нм³Н2 кадәр киметергә мөмкин. Система чимал суны даими рәвештә тулыландырып тора. Суны тулыландыру аша селте сыеклыгы дәрәҗәсенең һәм селте концентрациясенең тотрыклылыгы сакланырга мөмкин, һәм реакция эремәсен вакытында тулыландырып була. Селте концентрациясен саклап калу өчен су күләмен арттырырга мөмкин.
2) Трансформатор турылаткыч системасы
Бу система, нигездә, ике җайланмадан тора: трансформатор һәм турылаткыч корпус. Аның төп функциясе - алгы өлеш хуҗасы тарафыннан бирелгән 10/35 кВ AC энергиясен электролизер өчен кирәкле DC энергиясенә әйләндерү һәм электролизерга DC энергиясен бирү. Бирелгән энергиянең бер өлеше суны турыдан-туры таркату өчен кулланыла. Молекулалар - водород һәм кислород, ә икенче өлеше җылылык барлыкка китерә, ул селте суыткыч тарафыннан суыту суы аша чыгарыла.
Трансформаторларның күбесе май тибындагы. Әгәр бина эчендә яки савыт эчендә урнаштырылса, коры типтагы трансформаторлар кулланылырга мөмкин. Электролит суы белән водород җитештерү җиһазларында кулланыла торган трансформаторлар махсус трансформаторлар булып тора һәм һәр электролизер мәгълүматлары буенча туры китерергә кирәк, шуңа күрә алар шәхси җиһазлар.
(3) электр бүлү шкафы системасы
Электр бүлү шкафы, нигездә, электролитик су водород җитештерү җиһазлары артындагы водород һәм кислород аеру һәм чистарту системаларындагы моторлы төрле компонентларга 400В яки гадәттә 380В дип аталган җиһазлар белән тәэмин итү өчен кулланыла. Җиһазлар водород һәм кислород аеру системасындагы селте әйләнешен үз эченә ала. Насослар, ярдәмче системалардагы суны тулыландыру насослары; киптерү һәм чистарту системаларындагы җылыту чыбыклары, һәм бөтен система өчен кирәкле ярдәмче системалар, мәсәлән, чиста су машиналары, суыткычлар, һава компрессорлары, суыту манаралары һәм арткы водород компрессорлары, гидрогенизация машиналары һәм башка җиһазлар. Электр белән тәэмин итү шулай ук бөтен станциянең яктырту, күзәтү һәм башка системалары өчен электр белән тәэмин итүне үз эченә ала.
(4) контроль системасы
Идарә итү системасы PLC автоматик идарә итүне гамәлгә ашыра. PLC гадәттә Siemens 1200 яки 1500 куллана. Ул кеше-компьютер үзара бәйләнеш интерфейсы сенсорлы экран белән җиһазландырылган, һәм җиһазның һәр системасының эшләве һәм параметрлары, шулай ук идарә итү логикасы сенсорлы экранда күрсәтелә.
5) Селте әйләнеше системасы
Бу система, нигездә, түбәндәге төп җиһазларны үз эченә ала:
Водород һәм кислород аергыч - селте циркуляция насосы - клапан - селте фильтры - электролизер
Төп процесс: водород һәм кислород сепараторында водород һәм кислород белән кушылган селте сыекчасы газ-сыекча сепараторы белән аерыла һәм аннары селте сыекчасы циркуляция насосына кире кайта. Монда водород сепараторы һәм кислород сепараторы тоташтырылган, һәм селте сыекчасы циркуляция насосы кире кайтачак. Селте сыекчасы арткы очтагы клапанга һәм селте сыекчасы фильтрына әйләнә. Фильтр зур катнашмаларны фильтрлаганнан соң, селте сыекчасы электролизерның эченә әйләнә.
(6) Водород системасы
Водород катод электроды ягыннан барлыкка килә һәм сепараторга селте сыеклыгының әйләнеше системасы белән бергә барып җитә. Сепараторда, водород үзе чагыштырмача җиңел булганлыктан, ул селте сыеклыгыннан табигый рәвештә аерыла һәм сепараторның өске өлешенә җитә, аннары алга таба аеру һәм суыту өчен торбаүткәргеч аша үтә. Су суынганнан соң, тамчы тотучы тамчыларны тота һәм якынча 99% сафлыкка җитә, бу исә киптерү һәм чистарту системасына барып җитә.
Эвакуация: Водородны эвакуацияләү, нигездә, эшләтеп җибәрү һәм сүндерү вакытында, гадәти булмаган эш яки чисталык бозылу вакытында һәм җитешсезлекләрне эвакуацияләү өчен кулланыла.
(7) Кислород системасы
Кислородның юлы водородның юлы белән охшаш, ләкин башка сепараторда.
Эвакуация: Хәзерге вакытта кислород проектларының күбесе эвакуация белән эшкәртелә.
Куллану: Кислородның куллану кыйммәте махсус проектларда гына әһәмиятле, мәсәлән, водородны да, югары сафлыктагы кислородны да куллана алырлык кайбер куллану сценарийларында, мәсәлән, оптик җепсел җитештерүчеләрдә. Шулай ук кислородны куллану өчен урын калдырган зур проектлар да бар. Арткы куллану сценарийлары - киптергәннән һәм чистартканнан соң сыек кислород җитештерү, яки дисперсия системасы аша медицина кислородын куллану. Ләкин бу куллану сценарийларының камилләштерелүе әлегә билгеләнмәгән. Өстәмә раслау.
(8) суыту системасы
Суның электролиз процессы эндотермик реакция булып тора. Водород җитештерү процессы электр энергиясе белән тәэмин ителергә тиеш. Ләкин су электролизы процессында кулланылган электр энергиясе су электролизы реакциясенең теоретик җылылык сеңдерүеннән артып китә. Ягъни, электролизер кулланган электр энергиясенең бер өлеше җылылыкка әйләнә. Бу өлештә җылылык, нигездә, башта селте әйләнеше системасын җылыту өчен кулланыла, шуңа күрә селте эремәсенең температурасы җиһазлар өчен кирәкле 90±5°C температура диапазонына кадәр күтәрелә. Әгәр электролизер номиналь температурага җиткәннән соң эшләвен дәвам итсә, барлыкка килгән җылылыкны кулланырга кирәк. Электролиз реакция зонасының нормаль температурасын саклап калу өчен суыткыч су чыгарыла. Электролиз реакция зонасындагы югары температура энергия куллануны киметергә мөмкин, ләкин температура артык югары булса, электролиз камерасының мембранасы җимереләчәк, бу шулай ук җиһазларның озак вакыт эшләвенә зыян китерәчәк.
Бу җайланманың эш температурасы 95°C тан артмаска тиеш. Моннан тыш, барлыкка килгән водород һәм кислородны да суытырга һәм дымсызландырырга кирәк, ә су белән суытыла торган кремний белән идарә ителә торган турылаткыч җайланма шулай ук кирәкле суыту торбалары белән җиһазландырылган.
Зур җиһазларның насос корпусы шулай ук суыту суы катнашуын таләп итә.
(9) Азот тутыру һәм азот чистарту системасы
Җайланманы көйләү һәм эшләтү алдыннан, система һава герметиклыгын тикшерү өчен азот белән тутырылырга тиеш. Гадәти эшләтеп җибәрү алдыннан, системаның газ фазасын да азот белән чистартырга кирәк, бу водород һәм кислородның ике ягындагы газ фазасы киңлегендәге газның янучан һәм шартлаучан диапазоннан ерак булуын тәэмин итәргә тиеш.
Җиһазлар сүндерелгәннән соң, идарә итү системасы автоматик рәвештә басымны саклый һәм система эчендә билгеле бер күләмдә водород һәм кислородны саклый. Әгәр җиһазлар кабызылганда да басым сакланса, чистарту кирәк түгел. Ләкин, әгәр барлык басым алынса, аны яңадан чистартырга кирәк булачак. Азот чистарту гамәле.
(10) Водород киптерү (чистарту) системасы (ихтыярый)
Су электролизыннан алынган водород параллель киптергеч белән дымсызландырыла, һәм ахырда коры водород алу өчен никель торба фильтры белән тузанландырыла. (Кулланучының продукт водородына карата таләпләренә туры китереп, система чистарту җайланмасын өстәргә мөмкин, һәм чистарту палладий-платина биметалл каталитик деоксидациясен куллана).
Су электролизы водород җитештерү җайланмасы тарафыннан җитештерелгән водород буфер багы аша водородны чистарту җайланмасына җибәрелә.
Водород башта деоксигенация манарасы аша үтә. Катализатор тәэсирендә водородтагы кислород водород белән реакциягә кереп, су барлыкка китерә.
Реакция формуласы: 2H2+O2 2H2O.
Аннары водород водород конденсаторы аша үтә (ул газны суыта һәм газдагы су парын конденсацияләп су барлыкка китерә, һәм конденсацияләнгән су системадан сыеклык җыючы аша автоматик рәвештә чыгарыла) һәм адсорбция манарасына керә.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 14 мае
