क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस जल प्रणालीको विस्तृत व्याख्या

इलेक्ट्रोलाइटिकहाइड्रोजनउत्पादन एकाइ पानी इलेक्ट्रोलिसिस को एक पूर्ण सेट समावेश छहाइड्रोजनउत्पादन उपकरण, मुख्य उपकरण सहित:

1. इलेक्ट्रोलाइटिक सेल

2. ग्यास तरल विभाजन उपकरण

3. सुकाउने र शुद्धीकरण प्रणाली

4. विद्युतीय भागले समावेश गर्दछ: ट्रान्सफर्मर, रेक्टिफायर क्याबिनेट, PLC नियन्त्रण क्याबिनेट, उपकरण क्याबिनेट, वितरण क्याबिनेट, माथिल्लो कम्प्युटर, आदि

5. सहायक प्रणालीमा मुख्य रूपमा समावेश छ: क्षार समाधान ट्याङ्की, कच्चा मालको पानी ट्याङ्की, मेक-अप पानी पम्प, नाइट्रोजन सिलिन्डर/बसबार, आदि/ 6. उपकरणको समग्र सहायक प्रणाली समावेश: शुद्ध पानी मेसिन, चिलर टावर, चिलर, एयर कम्प्रेसर, आदि

हाइड्रोजन र अक्सिजन कूलरहरू, र नियन्त्रण प्रणालीको नियन्त्रण अन्तर्गत बाहिर पठाउनु अघि पानी ड्रिप ट्र्यापद्वारा सङ्कलन गरिन्छ; इलेक्ट्रोलाइट मार्फत जान्छहाइड्रोजनर अक्सिजन अल्काली फिल्टरहरू, हाइड्रोजन र अक्सिजन अल्काली कूलरहरू क्रमशः परिसंचरण पम्पको कार्य अन्तर्गत, र त्यसपछि थप इलेक्ट्रोलाइसिसको लागि इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमा फर्किन्छन्।

प्रणालीको दबाब डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाहरू र भण्डारणको आवश्यकताहरू पूरा गर्न दबाव नियन्त्रण प्रणाली र विभेदक दबाव नियन्त्रण प्रणाली द्वारा विनियमित हुन्छ।

पानी इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन उच्च शुद्धता र कम अशुद्धता को फाइदा छ। सामान्यतया, पानी इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन ग्याँस मा अशुद्धता केवल अक्सिजन र पानी हो, अन्य कुनै घटक बिना (जसले केहि उत्प्रेरकहरु को विषाक्तताबाट बच्न सक्छ)। यसले उच्च शुद्धता हाइड्रोजन ग्यास उत्पादन गर्न सुविधा प्रदान गर्दछ, र शुद्ध ग्यासले इलेक्ट्रोनिक ग्रेड औद्योगिक ग्यासहरूको मापदण्ड पूरा गर्न सक्छ।

हाइड्रोजन उत्पादन इकाई द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन प्रणालीको कामको दबाब स्थिर गर्न र हाइड्रोजनबाट मुक्त पानी हटाउनको लागि बफर ट्याङ्कीबाट जान्छ।

हाइड्रोजन शुद्धिकरण उपकरणमा प्रवेश गरेपछि, हाइड्रोजनबाट अक्सिजन, पानी, र अन्य अशुद्धताहरू हटाउन उत्प्रेरक प्रतिक्रिया र आणविक छलनी सोख्ने सिद्धान्तहरू प्रयोग गरी पानी इलेक्ट्रोलाइसिसद्वारा उत्पादित हाइड्रोजनलाई थप शुद्ध गरिन्छ।

उपकरणले वास्तविक स्थिति अनुसार स्वचालित हाइड्रोजन उत्पादन समायोजन प्रणाली सेट अप गर्न सक्छ। ग्याँस लोडमा परिवर्तनहरूले हाइड्रोजन भण्डारण ट्यांकको दबाबमा उतार-चढाव ल्याउनेछ। भण्डारण ट्याङ्कीमा स्थापित प्रेसर ट्रान्समिटरले मूल सेट मानसँग तुलना गर्नको लागि PLC लाई 4-20mA सिग्नल आउटपुट गर्नेछ, र उल्टो रूपान्तरण र PID गणना पछि, 20-4mA सिग्नल रेक्टिफायर क्याबिनेटमा आउटपुट गर्दछ। इलेक्ट्रोलिसिस वर्तमान, यसरी हाइड्रोजन लोड मा परिवर्तन अनुसार हाइड्रोजन उत्पादन को स्वचालित समायोजन को उद्देश्य प्राप्त।

पानी इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन को प्रक्रिया मा एक मात्र प्रतिक्रिया पानी (H2O) हो, जसलाई लगातार पानी भर्ने पम्प मार्फत कच्चा पानी संग आपूर्ति गर्न आवश्यक छ। पुनःपूर्ति स्थिति हाइड्रोजन वा अक्सिजन विभाजक मा स्थित छ। थप रूपमा, हाइड्रोजन र अक्सिजनले प्रणाली छोड्दा थोरै मात्रामा पानी लिन आवश्यक छ। कम पानी खपत भएका उपकरणहरूले 1L/Nm ³ H2 उपभोग गर्न सक्छन्, जबकि ठूला उपकरणहरूले यसलाई 0.9L/Nm ³ H2 मा घटाउन सक्छन्। प्रणालीले लगातार कच्चा पानी भर्छ, जसले क्षारीय तरल स्तर र एकाग्रताको स्थिरता कायम राख्न सक्छ। यसले क्षारीय घोलको एकाग्रता कायम राख्न समयमै प्रतिक्रिया भएको पानीलाई भर्न पनि सक्छ।

1. ट्रान्सफर्मर रेक्टिफायर प्रणाली

यो प्रणालीमा मुख्यतया दुईवटा यन्त्रहरू हुन्छन्, एउटा ट्रान्सफर्मर र रेक्टिफायर क्याबिनेट। यसको मुख्य कार्य भनेको फ्रन्ट-एन्ड मालिकले उपलब्ध गराएको 10/35KV AC पावरलाई इलेक्ट्रोलाइटिक सेललाई आवश्यक DC पावरमा रूपान्तरण गर्नु र इलेक्ट्रोलाइटिक सेललाई DC पावर आपूर्ति गर्नु हो। आपूर्ति गरिएको शक्तिको एक भाग पानीका अणुहरूलाई हाइड्रोजन र अक्सिजनमा सीधा विघटन गर्न प्रयोग गरिन्छ, र अर्को भागले ताप उत्पन्न गर्छ, जुन क्षारीय कूलरले चिसो पानी मार्फत बाहिर निकाल्छ।

अधिकांश ट्रान्सफर्मरहरू तेल प्रकारका हुन्छन्। यदि घर भित्र वा कन्टेनर भित्र राखिएको छ भने, ड्राई-टाइप ट्रान्सफर्मरहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटिक पानी हाइड्रोजन उत्पादन उपकरणहरूको लागि प्रयोग गरिएका ट्रान्सफर्मरहरू विशेष ट्रान्सफर्मरहरू हुन् जुन प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइटिक सेलको डेटा अनुसार मिलाउन आवश्यक छ, त्यसैले तिनीहरू अनुकूलित उपकरण हुन्।

हाल, सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने रेक्टिफायर क्याबिनेट thyristor प्रकार हो, जुन यसको लामो उपयोग समय, उच्च स्थिरता, र कम मूल्यको कारण उपकरण निर्माताहरू द्वारा समर्थित छ। यद्यपि, फ्रन्ट-एन्ड नवीकरणीय ऊर्जामा ठूला-ठूला उपकरणहरू अनुकूलन गर्ने आवश्यकताको कारण, थाइरिस्टर रेक्टिफायर क्याबिनेटहरूको रूपान्तरण दक्षता अपेक्षाकृत कम छ। हाल, विभिन्न रेक्टिफायर क्याबिनेट निर्माताहरूले नयाँ IGBT रेक्टिफायर क्याबिनेटहरू अपनाउन प्रयास गरिरहेका छन्। पवन उर्जा जस्ता अन्य उद्योगहरूमा IGBT पहिले नै धेरै सामान्य छ, र यो विश्वास गरिन्छ कि IGBT रेक्टिफायर क्याबिनेटहरू भविष्यमा महत्त्वपूर्ण विकास हुनेछ।

1. वितरण क्याबिनेट प्रणाली

वितरण क्याबिनेट मुख्यतया 400V वा सामान्यतया 380V उपकरणको रूपमा उल्लेख गरिएको इलेक्ट्रोलाइटिक पानी हाइड्रोजन उत्पादन उपकरणको पछाडि हाइड्रोजन अक्सिजन विभाजन र शुद्धीकरण प्रणालीमा मोटरहरूसँग विभिन्न घटकहरूमा शक्ति आपूर्ति गर्न प्रयोग गरिन्छ। उपकरणमा हाइड्रोजन अक्सिजन विभाजन ढाँचामा अल्काली परिसंचरण पम्प र सहायक प्रणालीमा मेक-अप वाटर पम्प समावेश छ; सुकाउने र शुद्धीकरण प्रणालीमा तातो तारहरूको लागि बिजुली आपूर्ति, साथै सम्पूर्ण प्रणालीको लागि आवश्यक सहायक प्रणालीहरू जस्तै शुद्ध पानी मेसिनहरू, चिलरहरू, एयर कम्प्रेसरहरू, कुलिङ टावरहरू, र ब्याक-एन्ड हाइड्रोजन कम्प्रेसरहरू, हाइड्रोजनेशन मेसिनहरू, आदि। ., प्रकाश, अनुगमन, र सम्पूर्ण स्टेशनको अन्य प्रणालीहरूको लागि बिजुली आपूर्ति समावेश गर्दछ।

1. Control प्रणाली

नियन्त्रण प्रणाली PLC स्वचालित नियन्त्रण लागू गर्दछ। PLC ले सामान्यतया Siemens 1200 वा 1500 लाई अपनाउँछ, र मानव-मेसिन अन्तरक्रिया इन्टरफेस टच स्क्रिनसँग सुसज्जित छ। उपकरणको प्रत्येक प्रणालीको अपरेशन र प्यारामिटर प्रदर्शन साथै नियन्त्रण तर्कको प्रदर्शन टच स्क्रिनमा महसुस गरिन्छ।

5. अल्काली समाधान परिसंचरण प्रणाली

यो प्रणाली मुख्यतया निम्न मुख्य उपकरण समावेश:

हाइड्रोजन अक्सिजन विभाजक - क्षार समाधान परिसंचरण पम्प - भल्भ - क्षार समाधान फिल्टर - इलेक्ट्रोलाइटिक सेल

मुख्य प्रक्रिया निम्नानुसार छ: हाइड्रोजन अक्सिजन विभाजकमा हाइड्रोजन र अक्सिजनसँग मिश्रित क्षारीय घोललाई ग्यास-तरल विभाजकद्वारा छुट्याइन्छ र क्षारीय घोल परिसंचरण पम्पमा रिफ्लक्स गरिन्छ। हाइड्रोजन विभाजक र अक्सिजन विभाजक यहाँ जोडिएको छ, र क्षारीय समाधान सर्कुलेशन पम्पले रिफ्लक्स क्षारीय घोललाई भल्भ र पछाडिको छेउमा रहेको क्षारीय समाधान फिल्टरमा परिचालित गर्दछ। फिल्टरले ठूलो अशुद्धताहरू फिल्टर गरेपछि, क्षारीय घोल इलेक्ट्रोलाइटिक सेलको भित्री भागमा फैलिन्छ।

6. हाइड्रोजन प्रणाली

हाइड्रोजन ग्यास क्याथोड इलेक्ट्रोड साइडबाट उत्पन्न हुन्छ र क्षारीय घोल परिसंचरण प्रणालीको साथ विभाजकमा पुग्छ। विभाजक भित्र, हाइड्रोजन ग्यास तुलनात्मक रूपमा हल्का हुन्छ र प्राकृतिक रूपमा क्षारीय घोलबाट अलग हुन्छ, विभाजकको माथिल्लो भागमा पुग्छ। त्यसपछि, यो पाइपलाइनहरूबाट अर्को विभाजनको लागि जान्छ, चिसो पानीद्वारा चिसो गरिन्छ, र ड्रिप क्याचरद्वारा जम्मा गरी ब्याक-एन्ड सुकाउने र शुद्धिकरण प्रणालीमा पुग्नु अघि लगभग 99% शुद्धता प्राप्त गर्न सकिन्छ।

निकासी: हाइड्रोजन ग्यासको निकासी मुख्यतया स्टार्ट-अप र बन्द अवधिहरूमा, असामान्य कार्यहरू, वा जब शुद्धता मापदण्डहरू पूरा गर्दैन, साथै समस्या निवारणको लागि प्रयोग गरिन्छ।

7. अक्सिजन प्रणाली

अक्सिजनको मार्ग हाइड्रोजनको जस्तै छ, बाहेक यो विभिन्न विभाजकहरूमा गरिन्छ।

खाली गर्दै: हाल, धेरैजसो परियोजनाहरूले अक्सिजन खाली गर्ने विधि प्रयोग गर्छन्।

उपयोग: अक्सिजनको उपयोग मूल्य विशेष परियोजनाहरूमा मात्र अर्थपूर्ण हुन्छ, जस्तै हाइड्रोजन र उच्च-शुद्धता अक्सिजन दुवै प्रयोग गर्न सक्ने अनुप्रयोगहरू, जस्तै फाइबर अप्टिक निर्माताहरू। केही ठूला आयोजनाहरू पनि छन् जसमा अक्सिजनको उपयोगका लागि ठाउँ आरक्षित छ। ब्याकएन्ड अनुप्रयोग परिदृश्यहरू सुकाउने र शुद्धीकरण पछि तरल अक्सिजनको उत्पादनको लागि हो, वा फैलावट प्रणालीहरू मार्फत मेडिकल अक्सिजनको लागि। यद्यपि, यी उपयोग परिदृश्यहरूको शुद्धतालाई अझै थप पुष्टि गर्न आवश्यक छ।

8. चिसो पानी प्रणाली

पानी को इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया एक endothermic प्रतिक्रिया हो, र हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया विद्युत ऊर्जा संग आपूर्ति गरिनु पर्छ। यद्यपि, पानीको इलेक्ट्रोलाइसिस प्रक्रियामा खपत हुने विद्युतीय ऊर्जाले पानीको इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाको सैद्धान्तिक ताप अवशोषणभन्दा बढी हुन्छ। अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, इलेक्ट्रोलाइसिस सेलमा प्रयोग हुने बिजुलीको एक अंश तापमा परिणत हुन्छ, जुन मुख्यतया सुरुमा क्षारीय घोलको परिसंचरण प्रणालीलाई तताउन प्रयोग गरिन्छ, क्षारीय घोलको तापक्रम ९० ± ५ को आवश्यक तापक्रम दायरामा बढाउँछ। ℃ उपकरण को लागी। यदि इलेक्ट्रोलाइसिस सेलले मूल्याङ्कन गरिएको तापक्रममा पुगेपछि काम गर्न जारी राख्छ भने, उत्पन्न गरिएको तापलाई विद्युत् विश्लेषण प्रतिक्रिया क्षेत्रको सामान्य तापक्रम कायम राख्न पानी चिसो गरेर बाहिर निकाल्नुपर्छ। इलेक्ट्रोलाइसिस प्रतिक्रिया क्षेत्रमा उच्च तापमानले ऊर्जा खपत कम गर्न सक्छ, तर यदि तापमान धेरै उच्च छ भने, इलेक्ट्रोलिसिस कक्षको डायाफ्राम क्षतिग्रस्त हुनेछ, जुन उपकरणको दीर्घकालीन सञ्चालनको लागि पनि हानिकारक हुनेछ।

यस यन्त्रको लागि इष्टतम अपरेटिङ तापमान 95 ℃ भन्दा बढीमा कायम राख्न आवश्यक छ। थप रूपमा, उत्पन्न हाइड्रोजन र अक्सिजन पनि चिसो र dehumidified गर्न आवश्यक छ, र पानी चिसो थायरिस्टर रेक्टिफायर उपकरण पनि आवश्यक कूलिंग पाइपलाइन संग सुसज्जित छ।

ठूला उपकरणहरूको पम्प शरीरलाई पनि चिसो पानीको सहभागिता चाहिन्छ।

1. नाइट्रोजन भरिने र नाइट्रोजन शुद्धीकरण प्रणाली

डिबग गर्नु र यन्त्र सञ्चालन गर्नु अघि, प्रणालीमा नाइट्रोजन टाइटनेस परीक्षण गरिनु पर्छ। सामान्य स्टार्टअप अघि, हाइड्रोजन र अक्सिजनको दुबै छेउमा ग्यास फेज स्पेसमा रहेको ग्यास ज्वलनशील र विस्फोटक दायराबाट टाढा छ भनी सुनिश्चित गर्न प्रणालीको ग्यास चरणलाई नाइट्रोजनले सफा गर्न पनि आवश्यक छ।

उपकरण बन्द भएपछि, नियन्त्रण प्रणालीले स्वचालित रूपमा दबाव कायम राख्छ र प्रणाली भित्र हाइड्रोजन र अक्सिजनको निश्चित मात्रा कायम राख्छ। यदि स्टार्टअपको समयमा दबाब अझै पनि अवस्थित छ भने, त्यहाँ सफा गर्ने कार्य गर्न आवश्यक छैन। यद्यपि, यदि दबाब पूर्ण रूपमा मुक्त भयो भने, नाइट्रोजन शुद्ध गर्ने कार्य फेरि प्रदर्शन गर्न आवश्यक छ।

1. हाइड्रोजन सुख्खा (शुद्धीकरण) प्रणाली (वैकल्पिक)

पानीको इलेक्ट्रोलाइसिसबाट तयार पारिएको हाइड्रोजन ग्यासलाई समानान्तर ड्रायरद्वारा डिह्युमिडिफाइड गरिन्छ, र अन्तमा ड्राई हाइड्रोजन ग्यास प्राप्त गर्न सिन्टेड निकल ट्यूब फिल्टरद्वारा शुद्ध गरिन्छ। उत्पादन हाइड्रोजनको लागि प्रयोगकर्ताको आवश्यकताहरू अनुसार, प्रणालीले शुद्धीकरण उपकरण थप्न सक्छ, जसले शुद्धीकरणको लागि प्यालेडियम प्लेटिनम बिमेटेलिक उत्प्रेरक डिअक्सिजनेशन प्रयोग गर्दछ।

पानी इलेक्ट्रोलाइसिस हाइड्रोजन उत्पादन इकाई द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन एक बफर ट्यांक मार्फत हाइड्रोजन शुद्धीकरण एकाइमा पठाइन्छ।

हाइड्रोजन ग्यास पहिले डिअक्सिजन टावरबाट जान्छ, र उत्प्रेरकको कार्य अन्तर्गत, हाइड्रोजन ग्यासमा रहेको अक्सिजनले पानी उत्पादन गर्न हाइड्रोजन ग्याससँग प्रतिक्रिया गर्दछ।

प्रतिक्रिया सूत्र: 2H2+O2 2H2O।

त्यसपछि, हाइड्रोजन ग्यास हाइड्रोजन कन्डेन्सर (जसले पानीको बाफलाई पानीमा गाढा गर्न ग्यासलाई चिसो पार्छ, जुन स्वचालित रूपमा कलेक्टरको माध्यमबाट प्रणाली बाहिर निस्कन्छ) र शोषण टावरमा प्रवेश गर्दछ।