Elektroliz hidrogen istehsalı qurğusu su elektrolizi hidrogen istehsalı avadanlığının tam dəstini əhatə edir. Əsas avadanlıqlar bunlardır:
1. Elektrolizator
2. Qaz-maye ayırma cihazı
3. Qurutma və təmizləmə sistemi
4. Elektrik hissəsinə aşağıdakılar daxildir: transformator, düzəldici şkaf, PLC proqram idarəetmə şkafı, cihaz şkafı, güc paylama şkafı, ana kompüter və s.
5. Köməkçi sistem əsasən aşağıdakıları əhatə edir: qələvi çəni, xammal su çəni, su təchizatı nasosu, azot şüşəsi/avtobus çubuğu və s.
6. Avadanlığın ümumi köməkçi sisteminə aşağıdakılar daxildir: təmiz su maşını, soyutma su qülləsi, soyuducu, hava kompressoru və s.
Elektrolitik hidrogen istehsal bölməsində su elektrolizatorda birbaşa cərəyanın təsiri altında bir hissə hidrogenə və 1/2 hissə oksigenə parçalanır. Yaranan hidrogen və oksigen ayrılmaq üçün elektrolitlə birlikdə qaz-maye ayırıcısına göndərilir. Hidrogen və oksigen hidrogen və oksigen soyuducuları tərəfindən soyudulur və damcı tutucu suyu tutub kənarlaşdırır, sonra isə idarəetmə sisteminin nəzarəti altında göndərilir; elektrolit sirkulyasiya nasosunun təsiri altında hidrogen, oksigen qələvi filtri, hidrogen, oksigen qələvi filtri və s.-dən keçir. Maye soyuducuya çevrilir və sonra elektrolizə davam etmək üçün elektrolizatora qaytarılır.
Sistemin təzyiqi sonrakı proseslərin və saxlamanın tələblərinə cavab vermək üçün təzyiq idarəetmə sistemi və diferensial təzyiq idarəetmə sistemi vasitəsilə tənzimlənir.
Su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogenin yüksək təmizlik və az miqdarda çirklənmə kimi üstünlükləri var. Adətən, su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogendəki çirklənmələr yalnız oksigen və sudan ibarətdir və digər komponentlər yoxdur (bəzi katalizatorların zəhərlənməsinin qarşısını ala bilər), bu da yüksək təmizlikli hidrogen istehsalı üçün rahatlıq təmin edir. Təmizləndikdən sonra istehsal olunan qaz elektron dərəcəli sənaye qazının göstəricilərinə çata bilər.
Hidrogen istehsal cihazı tərəfindən istehsal olunan hidrogen, sistemin işçi təzyiqini sabitləşdirmək və hidrogendəki sərbəst suyu daha da kənarlaşdırmaq üçün bufer çənindən keçir.
Hidrogen hidrogen təmizləyici qurğuya daxil olduqdan sonra, su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogen daha da təmizlənir və katalitik reaksiya və molekulyar ələk adsorbsiyası prinsiplərindən istifadə edərək hidrogendəki oksigen, su və digər çirklər təmizlənir.
Avadanlıq, faktiki vəziyyətə uyğun olaraq hidrogen istehsalı üçün avtomatik tənzimləmə sistemi qura bilər. Qaz yükündəki dəyişikliklər hidrogen saxlama çəninin təzyiqində dalğalanmalara səbəb olacaq. Saxlama çəninə quraşdırılmış təzyiq ötürücüsü 4-20 mA siqnal çıxaracaq və onu PLC-yə göndərəcək. Orijinal təyin olunmuş dəyəri müqayisə etdikdən və tərs çevrilmə və PID hesablamasını apardıqdan sonra 20~4 mA siqnal çıxarılacaq və elektroliz cərəyanının ölçüsünü tənzimləmək üçün düzəldici kabinə göndəriləcək və bununla da hidrogen yükündəki dəyişikliklərə uyğun olaraq hidrogen istehsalının avtomatik tənzimlənməsi məqsədinə nail olunacaq.
Qələvi su elektrolizi hidrogen istehsal avadanlığı əsasən aşağıdakı sistemləri əhatə edir:
(1) Xammal su sistemi
Su elektrolizi hidrogen istehsal prosesində reaksiyaya girən yeganə şey sudur (H2O), su doldurma nasosu vasitəsilə davamlı olaraq xam su ilə doldurulmalıdır. Su doldurma mövqeyi hidrogen və ya oksigen ayırıcısındadır. Bundan əlavə, sistemdən çıxarkən az miqdarda hidrogen və oksigen çıxarılmalıdır. Kiçik avadanlıqların su sərfi 1L/Nm³H2-dir, böyük avadanlıqların isə 0.9L/Nm³H2-yə endirilə bilər. Sistem davamlı olaraq xam suyu doldurur. Su doldurma yolu ilə qələvi maye səviyyəsinin və qələvi konsentrasiyasının sabitliyi qorunur və reaksiya məhlulu qələvi konsentrasiyasını qorumaq üçün vaxtında su ilə doldurula bilər.
2) Transformator düzəldici sistemi
Bu sistem əsasən iki cihazdan ibarətdir: transformator və düzəldici korpus. Onun əsas funksiyası ön tərəf sahibi tərəfindən təmin edilən 10/35KV AC gücünü elektrolizator tərəfindən tələb olunan DC gücünə çevirmək və elektrolizatora DC gücünü təmin etməkdir. Təchiz olunan gücün bir hissəsi suyun birbaşa parçalanmasına sərf olunur. Molekullar hidrogen və oksigendir, digər hissəsi isə istilik yaradır və bu istilik qələvi soyuducu tərəfindən soyuducu su vasitəsilə xaric edilir.
Transformatorların əksəriyyəti yağ tiplidir. Qapalı və ya qabın içərisində yerləşdirilərsə, quru tipli transformatorlardan istifadə etmək olar. Elektrolitik su hidrogen istehsalı avadanlıqlarında istifadə olunan transformatorlar xüsusi transformatorlardır və hər bir elektrolizatorun məlumatlarına uyğun olaraq uyğunlaşdırılmalıdır, buna görə də onlar xüsusi avadanlıqlardır.
(3) güc paylama şkaf sistemi
Enerji paylama şkafı əsasən elektrolitik su hidrogen istehsal avadanlıqlarının arxasındakı hidrogen və oksigen ayırma və təmizləmə sistemlərində mühərrikləri olan müxtəlif komponentlərə 400V və ya ümumiyyətlə 380V avadanlıq təmin etmək üçün istifadə olunur. Avadanlıq hidrogen və oksigen ayırma çərçivəsində qələvi dövranını əhatə edir. Köməkçi sistemlərdə nasoslar, suyun doldurulması nasosları; qurutma və təmizləmə sistemlərində istilik naqilləri və bütün sistem tərəfindən tələb olunan köməkçi sistemlər, məsələn, təmiz su maşınları, soyuducular, hava kompressorları, soyutma qüllələri və arxa uc hidrogen kompressorları, hidrogenləşdirmə maşınları və digər avadanlıqlar. Enerji təchizatı həmçinin bütün stansiyanın işıqlandırma, monitorinq və digər sistemləri üçün enerji təchizatını əhatə edir.
(4) idarəetmə sistemi
İdarəetmə sistemi PLC avtomatik idarəetməsini həyata keçirir. PLC ümumiyyətlə Siemens 1200 və ya 1500 istifadə edir. İnsan-kompüter qarşılıqlı əlaqə interfeysi sensor ekranı ilə təchiz olunmuşdur və avadanlığın hər bir sisteminin işləməsi və parametrlərinin göstərilməsi və idarəetmə məntiqinin göstərilməsi sensor ekranda həyata keçirilir.
5) Qələvi dövriyyə sistemi
Bu sistem əsasən aşağıdakı əsas avadanlıqları əhatə edir:
Hidrogen və oksigen ayırıcı - qələvi sirkulyasiya nasosu - klapan - qələvi filtr - elektrolizator
Əsas proses belədir: hidrogen və oksigen ayırıcısında hidrogen və oksigenlə qarışdırılmış qələvi maye qaz-maye ayırıcısı tərəfindən ayrılır və sonra qələvi maye sirkulyasiya nasosuna geri axır. Burada hidrogen ayırıcısı və oksigen ayırıcısı birləşdirilir və qələvi maye sirkulyasiya nasosu geri axır. Qələvi mayesi arxa ucundakı klapana və qələvi maye filtrinə sirkulyasiya edir. Filtr böyük çirkləri süzdükdən sonra qələvi mayesi elektrolizatorun içərisinə sirkulyasiya edir.
(6) Hidrogen sistemi
Hidrogen katod elektrod tərəfindən əmələ gəlir və qələvi maye dövranı sistemi ilə birlikdə ayırıcıya çatır. Ayırıcıda hidrogenin özü nisbətən yüngül olduğundan, təbii olaraq qələvi mayesindən ayrılır və ayırıcının yuxarı hissəsinə çatır, sonra isə daha çox ayrılma və soyutma üçün boru kəmərindən keçir. Su soyuduqdan sonra damcı tutucu damcıları tutur və təxminən 99% təmizliyə çatır ki, bu da arxa qurutma və təmizləmə sisteminə çatır.
Evakuasiya: Hidrogenin boşaldılması əsasən işə salma və söndürmə, anormal işləmə və ya təmizlik çatışmazlığı və nasazlıq zamanı boşaltma üçün istifadə olunur.
(7) Oksigen sistemi
Oksigenin yolu hidrogenin yoluna bənzəyir, lakin fərqli bir ayırıcıda.
Evakuasiya: Hazırda oksigen layihələrinin əksəriyyəti evakuasiya yolu ilə həll olunur.
İstifadə: Oksigenin istifadə dəyəri yalnız xüsusi layihələrdə, məsələn, optik lif istehsalçıları kimi həm hidrogen, həm də yüksək təmizlikli oksigendən istifadə edə bilən bəzi tətbiq ssenarilərində əhəmiyyətlidir. Oksigenin istifadəsi üçün yer ayıran bəzi böyük layihələr də mövcuddur. Arxa plan tətbiq ssenariləri qurutma və təmizlənmədən sonra maye oksigenin istehsalı və ya dispersiya sistemi vasitəsilə tibbi oksigenin istifadəsidir. Lakin, bu istifadə ssenarilərinin təkmilləşdirilməsi hələ müəyyən edilməmişdir. Əlavə təsdiq.
(8) soyutma su sistemi
Suyun elektroliz prosesi endotermik reaksiyadır. Hidrogen istehsal prosesi elektrik enerjisi ilə təmin edilməlidir. Lakin, su elektroliz prosesində istehlak edilən elektrik enerjisi suyun elektroliz reaksiyasının nəzəri istilik udmasından çoxdur. Yəni, elektrolizator tərəfindən istifadə edilən elektrik enerjisinin bir hissəsi istiliyə çevrilir. Bu hissədə istilik əsasən qələvi dövriyyə sistemini qızdırmaq üçün istifadə olunur ki, qələvi məhlulunun temperaturu avadanlıq tərəfindən tələb olunan 90±5°C temperatur aralığına qədər yüksəlsin. Elektrolizator nominal temperatura çatdıqdan sonra işləməyə davam edərsə, yaranan istidən istifadə edilməlidir. Elektroliz reaksiya zonasının normal temperaturunu qorumaq üçün soyuducu su çıxarılır. Elektroliz reaksiya zonasındakı yüksək temperatur enerji istehlakını azalda bilər, lakin temperatur çox yüksək olarsa, elektroliz kamerasının membranı məhv olacaq ki, bu da avadanlığın uzunmüddətli işləməsinə mənfi təsir göstərəcək.
Bu cihazın işləmə temperaturunun 95°C-dən çox olmamasını tələb edir. Bundan əlavə, əmələ gələn hidrogen və oksigen də soyudulmalı və nəmləndirilməlidir, su ilə soyudulan silikonla idarə olunan düzəldici cihaz da lazımi soyutma boru kəmərləri ilə təchiz edilmişdir.
Böyük avadanlıqların nasos gövdəsi də soyuducu suyun iştirakını tələb edir.
(9) Azot doldurma və azot təmizləmə sistemi
Cihazı sazlamadan və işlətməzdən əvvəl, hava keçirməzliyi testi üçün sistem azotla doldurulmalıdır. Normal işə salmadan əvvəl, hidrogen və oksigenin hər iki tərəfindəki qaz fazası boşluğundakı qazın alovlanan və partlayıcı diapazondan uzaqda olmasını təmin etmək üçün sistemin qaz fazası da azotla təmizlənməlidir.
Avadanlıq söndürüldükdən sonra idarəetmə sistemi avtomatik olaraq təzyiqi saxlayacaq və sistem daxilində müəyyən miqdarda hidrogen və oksigen saxlayacaq. Avadanlıq işə salındıqda təzyiq hələ də qalırsa, təmizləməyə ehtiyac yoxdur. Lakin, bütün təzyiq çıxarılarsa, onu yenidən təmizləmək lazım gələcək. Azot təmizləmə hərəkəti.
(10) Hidrogen qurutma (təmizləmə) sistemi (isteğe bağlı)
Su elektrolizindən əldə edilən hidrogen paralel qurutma maşını ilə nəmsizləşdirilir və nəhayət quru hidrogen əldə etmək üçün sinterlənmiş nikel borulu filtrlə tozlanır. (İstifadəçinin məhsul hidrogeninə olan tələblərinə uyğun olaraq, sistem təmizləyici qurğu əlavə edə bilər və təmizlənmədə palladium-platin bimetal katalitik deoksidləşmə istifadə olunur).
Su elektrolizi hidrogen istehsal cihazı tərəfindən istehsal olunan hidrogen, bufer çəni vasitəsilə hidrogen təmizləyici cihaza göndərilir.
Hidrogen əvvəlcə deoksigenləşmə qülləsindən keçir. Katalizatorun təsiri altında hidrogendəki oksigen hidrogenlə reaksiyaya girərək su əmələ gətirir.
Reaksiya düsturu: 2H2+O2 2H2O.
Daha sonra hidrogen hidrogen kondensatorundan keçir (qazı soyudaraq qazdakı su buxarını kondensasiya edərək su əmələ gətirir və kondensasiya olunmuş su maye kollektoru vasitəsilə avtomatik olaraq sistemdən xaric edilir) və adsorbsiya qülləsinə daxil olur.
Yayımlanma vaxtı: 14 may 2024
