Elektrolitikhidrogenistehsal bölməsinə tam su elektrolizi dəsti daxildirhidrogenistehsal avadanlığı, əsas avadanlıqlar da daxil olmaqla:
1. Elektrolitik hüceyrə
2. Qaz mayesinin ayrılması cihazı
3. Qurutma və təmizləmə sistemi
4. Elektrik hissəsinə aşağıdakılar daxildir: transformator, düzəldici şkaf, PLC idarəetmə şkafı, cihaz şkafı, paylama şkafı, yuxarı kompüter və s.
5. Köməkçi sistem əsasən aşağıdakılardan ibarətdir: qələvi məhlul çəni, xammal su çəni, makiyaj su nasosu, azot silindri/şin və s. 6. Avadanlığın ümumi köməkçi sisteminə aşağıdakılar daxildir: təmiz su maşını, soyuducu qüllə, soyuducu, hava kompressoru və s.
hidrogen və oksigen soyuducuları ilə təchiz olunur və su idarəetmə sisteminin nəzarəti altında göndərilməzdən əvvəl damcı tələsi ilə toplanır; Elektrolit keçirhidrogenvə oksigen qələvi filtrləri, hidrogen və oksigen qələvi soyuducuları müvafiq olaraq sirkulyasiya nasosunun təsiri altında istifadə olunur və daha sonra elektroliz üçün elektrolitik elementə qaytarılır.
Sistemin təzyiqi, aşağı axın proseslərinin və saxlama tələblərinə cavab vermək üçün təzyiq idarəetmə sistemi və diferensial təzyiq idarəetmə sistemi ilə tənzimlənir.
Su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogen yüksək təmizlik və aşağı çirklənmə üstünlüklərinə malikdir. Adətən, su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogen qazındakı çirklənmələr yalnız oksigen və sudan ibarətdir, digər komponentlər yoxdur (bu, müəyyən katalizatorların zəhərlənməsinin qarşısını ala bilər). Bu, yüksək təmizlikli hidrogen qazı istehsalı üçün rahatlıq təmin edir və təmizlənmiş qaz elektron dərəcəli sənaye qazlarının standartlarına cavab verə bilər.
Hidrogen istehsalı qurğusu tərəfindən istehsal olunan hidrogen, sistemin işçi təzyiqini sabitləşdirmək və hidrogendən sərbəst suyu daha da kənarlaşdırmaq üçün bufer çənindən keçir.
Hidrogen təmizləyici qurğuya daxil olduqdan sonra, su elektrolizi ilə istehsal olunan hidrogen, oksigen, su və digər çirkləri hidrogendən təmizləmək üçün katalitik reaksiya və molekulyar ələk adsorbsiyası prinsiplərindən istifadə edərək daha da təmizlənir.
Avadanlıq faktiki vəziyyətə uyğun olaraq avtomatik hidrogen istehsalı tənzimləmə sistemi qura bilər. Qaz yükündəki dəyişikliklər hidrogen saxlama çəninin təzyiqində dalğalanmalara səbəb olacaq. Saxlama çəninə quraşdırılmış təzyiq ötürücüsü, ilkin təyin olunmuş dəyərlə müqayisə üçün PLC-yə 4-20mA siqnal çıxaracaq və tərs çevrilmədən və PID hesablamasından sonra elektroliz cərəyanının ölçüsünü tənzimləmək üçün düzəldici kabinəyə 20-4mA siqnal çıxaracaq və bununla da hidrogen yükündəki dəyişikliklərə uyğun olaraq hidrogen istehsalının avtomatik tənzimlənməsi məqsədinə nail olacaq.
Su elektrolizi ilə hidrogen istehsalı prosesində yeganə reaksiya sudur (H2O), ona suyun doldurulması nasosu vasitəsilə davamlı olaraq xam su verilməlidir. Doldurma mövqeyi hidrogen və ya oksigen ayırıcısında yerləşir. Bundan əlavə, hidrogen və oksigen sistemdən çıxarkən az miqdarda su götürməlidir. Az su sərfiyyatı olan avadanlıqlar 1L/Nm³ H2 sərf edə bilər, daha böyük avadanlıqlar isə onu 0,9L/Nm³ H2-yə endirə bilər. Sistem davamlı olaraq xam suyu doldurur ki, bu da qələvi maye səviyyəsinin və konsentrasiyasının sabitliyini qoruya bilər. Həmçinin qələvi məhlulun konsentrasiyasını qorumaq üçün reaksiyaya girən suyu vaxtında doldura bilər.
- Transformator düzəldici sistemi
Bu sistem əsasən iki cihazdan, transformatordan və düzəldici korpusdan ibarətdir. Onun əsas funksiyası ön tərəf sahibi tərəfindən təmin edilən 10/35KV AC gücünü elektrolitik element tərəfindən tələb olunan DC gücünə çevirmək və elektrolitik elementə DC gücünü verməkdir. Təchiz olunan gücün bir hissəsi su molekullarını birbaşa hidrogen və oksigenə parçalamaq üçün istifadə olunur, digər hissəsi isə qələvi soyuducu tərəfindən soyutma suyu vasitəsilə həyata keçirilən istilik yaradır.
Transformatorların əksəriyyəti yağ tiplidir. Qapalı və ya qabın içərisində yerləşdirilərsə, quru tipli transformatorlardan istifadə etmək olar. Elektrolitik su hidrogen istehsalı avadanlığı üçün istifadə olunan transformatorlar hər bir elektrolit elementinin məlumatlarına uyğun olaraq uyğunlaşdırılmalı olan xüsusi transformatorlardır, buna görə də onlar xüsusi avadanlıqlardır.
Hal-hazırda ən çox istifadə edilən düzəldici şkaf, uzun istifadə müddəti, yüksək stabilliyi və aşağı qiyməti səbəbindən avadanlıq istehsalçıları tərəfindən dəstəklənən tiristor tiplidir. Lakin, genişmiqyaslı avadanlıqların ön tərəfdəki bərpa olunan enerjiyə uyğunlaşdırılması zərurəti səbəbindən tiristor düzəldici şkaflarının çevrilmə səmərəliliyi nisbətən aşağıdır. Hal-hazırda müxtəlif düzəldici şkaf istehsalçıları yeni IGBT düzəldici şkaflarını tətbiq etməyə çalışırlar. IGBT artıq külək enerjisi kimi digər sahələrdə çox yayılmışdır və IGBT düzəldici şkaflarının gələcəkdə əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf edəcəyinə inanılır.
- Paylama şkafı sistemi
Paylayıcı şkaf əsasən 400V və ya ümumiyyətlə 380V adlandırılan avadanlıq da daxil olmaqla, elektrolitik su hidrogen istehsal avadanlıqlarının arxasındakı hidrogen oksigen ayırma və təmizləmə sistemindəki mühərrikləri olan müxtəlif komponentlərə enerji təchizatı üçün istifadə olunur. Avadanlıqlara hidrogen oksigen ayırma çərçivəsindəki qələvi sirkulyasiya nasosu və köməkçi sistemdəki su nasosu daxildir; Qurutma və təmizləmə sistemindəki istilik naqilləri üçün enerji təchizatı, eləcə də təmiz su maşınları, soyuducular, hava kompressorları, soyutma qüllələri və arxa hidrogen kompressorları, hidrogenləşmə maşınları və s. kimi bütün sistem üçün tələb olunan köməkçi sistemlər, həmçinin bütün stansiyanın işıqlandırma, monitorinq və digər sistemləri üçün enerji təchizatı daxildir.
- Cgirişl sistemi
İdarəetmə sistemi PLC avtomatik idarəetməsini tətbiq edir. PLC ümumiyyətlə Siemens 1200 və ya 1500-ü qəbul edir və insan-maşın qarşılıqlı əlaqə interfeysi sensor ekranı ilə təchiz olunub. Avadanlığın hər bir sisteminin işləməsi və parametrlərinin göstərilməsi, eləcə də idarəetmə məntiqinin göstərilməsi sensor ekranda həyata keçirilir.
5. Qələvi məhlul dövranı sistemi
Bu sistem əsasən aşağıdakı əsas avadanlıqları əhatə edir:
Hidrogen oksigen ayırıcısı – Qələvi məhlul sirkulyasiya nasosu – Klapan – Qələvi məhlul filtri – Elektrolitik element
Əsas proses belədir: hidrogen oksigen ayırıcısında hidrogen və oksigenlə qarışdırılmış qələvi məhlul qaz-maye ayırıcısı tərəfindən ayrılır və qələvi məhlul sirkulyasiya nasosuna geri qaytarılır. Hidrogen ayırıcısı və oksigen ayırıcısı burada birləşdirilir və qələvi məhlul sirkulyasiya nasosu geri qaytarılmış qələvi məhlulu arxa ucundakı klapana və qələvi məhlul filtrinə dövran etdirir. Filtr böyük çirkləri süzdükdən sonra qələvi məhlul elektrolitik elementin içərisinə dövran edir.
6.Hidrogen sistemi
Hidrogen qazı katod elektrod tərəfindən əmələ gəlir və qələvi məhlul sirkulyasiya sistemi ilə birlikdə separatora çatır. Separatorun içərisində hidrogen qazı nisbətən yüngüldür və qələvi məhluldan təbii şəkildə ayrılır, separatorun yuxarı hissəsinə çatır. Daha sonra, sonrakı ayrılma üçün boru kəmərlərindən keçir, soyuducu su ilə soyudulur və damcı tutucu vasitəsilə toplanaraq təxminən 99% təmizliyə nail olur və sonra arxa qurutma və təmizləmə sisteminə çatır.
Evakuasiya: Hidrogen qazının boşaldılması əsasən işə salma və dayandırma dövrlərində, qeyri-normal əməliyyatlarda və ya təmizlik standartlara cavab vermədikdə, eləcə də problemlərin aradan qaldırılması üçün istifadə olunur.
7. Oksigen sistemi
Oksigenin yolu hidrogenin yoluna bənzəyir, lakin fərqli ayırıcılarda həyata keçirilir.
Boşaltma: Hal-hazırda əksər layihələrdə oksigenin boşaldılması metodundan istifadə olunur.
İstifadə: Oksigenin istifadə dəyəri yalnız xüsusi layihələrdə, məsələn, həm hidrogen, həm də yüksək təmizlikli oksigendən istifadə edə bilən tətbiqlərdə, məsələn, fiber optik istehsalçılarında 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 sistemləri vasitəsilə tibbi oksigen üçündür. Lakin, bu istifadə ssenarilərinin dəqiqliyi hələ də əlavə təsdiqə ehtiyac duyur.
8. Soyutma su sistemi
Suyun elektroliz prosesi endotermik reaksiyadır və hidrogen istehsal prosesi elektrik enerjisi ilə təmin edilməlidir. Lakin, su elektroliz prosesində istehlak edilən elektrik enerjisi suyun elektroliz reaksiyasının nəzəri istilik udma qabiliyyətini üstələyir. Başqa sözlə, elektroliz kamerasında istifadə olunan elektrik enerjisinin bir hissəsi istiliyə çevrilir və bu, əsasən başlanğıcda qələvi məhlul dövranı sistemini qızdırmaq üçün istifadə olunur və qələvi məhlulun temperaturu avadanlıq üçün tələb olunan 90 ± 5 ℃ temperatur aralığına qədər artırılır. Elektroliz kamerası nominal temperatura çatdıqdan sonra işləməyə davam edərsə, elektroliz reaksiya zonasının normal temperaturunu qorumaq üçün yaranan istiliyi soyutma suyu ilə həyata keçirmək lazımdır. Elektroliz reaksiya zonasındakı yüksək temperatur enerji istehlakını azalda bilər, lakin temperatur çox yüksək olarsa, elektroliz kamerasının diafraqması zədələnəcək ki, bu da avadanlığın uzunmüddətli işləməsinə mənfi təsir göstərəcək.
Bu cihaz üçün optimal işləmə temperaturunun 95 ℃-dən çox olmaması tələb olunur. Bundan əlavə, əmələ gələn hidrogen və oksigenin də soyudulması və nəmləndirilməsi lazımdır və su ilə soyudulan tiristor düzəldici cihazı da lazımi soyutma boru kəmərləri ilə təchiz olunub.
Böyük avadanlıqların nasos gövdəsi də soyuducu suyun iştirakını tələb edir.
- Azot doldurma və azot təmizləmə sistemi
Cihazı sazlamadan və işlətməzdən əvvəl sistemdə azot sıxlığı testi aparılmalıdır. Normal işə salmadan əvvəl, hidrogen və oksigenin hər iki tərəfindəki qaz fazası boşluğundakı qazın alovlanan və partlayıcı diapazondan uzaqda olduğundan əmin olmaq üçün sistemin qaz fazasını azotla təmizləmək də tələb olunur.
Avadanlıq söndürüldükdən sonra idarəetmə sistemi avtomatik olaraq təzyiqi saxlayacaq və sistem daxilində müəyyən miqdarda hidrogen və oksigen saxlayacaq. Əgər işə salma zamanı təzyiq hələ də mövcuddursa, təmizləmə əməliyyatı aparmağa ehtiyac yoxdur. Lakin, təzyiq tamamilə azalarsa, azot təmizləmə əməliyyatı yenidən aparılmalıdır.
- Hidrogen qurutma (təmizləmə) sistemi (isteğe bağlı)
Su elektrolizindən hazırlanan hidrogen qazı paralel qurutma maşını ilə nəmsizləşdirilir və nəhayət quru hidrogen qazı əldə etmək üçün sinterlənmiş nikel borulu filtrlə təmizlənir. İstifadəçinin məhsul hidrogeninə olan tələblərinə uyğun olaraq, sistem təmizləmə üçün palladium platin bimetalik katalitik deoksigenləşmədən istifadə edən təmizləmə cihazı əlavə edə bilər.
Su elektrolizi hidrogen istehsalı qurğusu tərəfindən istehsal olunan hidrogen, bufer çəni vasitəsilə hidrogen təmizləyici qurğuya göndərilir.
Hidrogen qazı əvvəlcə deoksigenləşmə qülləsindən keçir və katalizatorun təsiri altında hidrogen qazındakı oksigen hidrogen qazı ilə reaksiyaya girərək su əmələ gətirir.
Reaksiya düsturu: 2H2+O2 2H2O.
Daha sonra hidrogen qazı hidrogen kondensatorundan keçir (qazı soyudaraq su buxarını kondensasiya edir və buxar avtomatik olaraq kollektor vasitəsilə sistemdən kənara axıdılır) və adsorbsiya qülləsinə daxil olur.
Yazı vaxtı: 03 Dekabr 2024
