Электролиз суутек өндүрүү блогу суу электролизи суутек өндүрүүчү жабдуулардын толук топтомун камтыйт. Негизги жабдуулар:
1. Электролизер
2. Газ-суюктукту бөлүүчү түзүлүш
3. Кургатуу жана тазалоо системасы
4. Электр бөлүгүнө төмөнкүлөр кирет: трансформатор, түзөткүч шкаф, PLC программасын башкаруу шкафы, прибор шкафы, электр бөлүштүрүүчү шкаф, хост компьютер ж.б.
5. Көмөкчү система негизинен төмөнкүлөрдү камтыйт: щелочтуу бак, чийки зат суу багы, суу менен камсыздоо насосу, азот бөтөлкө/шина тилкеси ж.б.
6. Жабдуулардын жалпы көмөкчү системасы төмөнкүлөрдү камтыйт: таза суу машинасы, муздатуучу суу мунара, муздаткыч, аба компрессору ж.б.
Электролиттик суутек өндүрүүчү блокто суу электролизерде туруктуу токтун таасири астында суутектин бир бөлүгүнө жана кычкылтектин 1/2 бөлүгүнө ажырайт. Пайда болгон суутек жана кычкылтек бөлүү үчүн электролит менен бирге газ-суюктук сепараторуна жөнөтүлөт. Суутек жана кычкылтек суутек жана кычкылтек муздаткычтары менен муздатылат, ал эми тамчы кармагыч сууну кармап, алып салат, андан кийин башкаруу системасынын көзөмөлү астында жөнөтүлөт; электролит циркуляциялык насостун таасири астында суутек, кычкылтек щелоч чыпкасы, суутек, кычкылтек щелоч чыпкасы ж.б. аркылуу өтөт. Суюктук муздаткычка айландырылат, андан кийин электролизди улантуу үчүн электролизерге кайтарылат.
Системанын басымы кийинки процесстердин жана сактоонун талаптарын канааттандыруу үчүн басымды башкаруу системасы жана дифференциалдык басымды башкаруу системасы аркылуу жөнгө салынат.
Суу электролизи менен өндүрүлгөн суутектин артыкчылыктары жогорку тазалык жана аз кошулмалар. Адатта, суу электролизи менен өндүрүлгөн суутектеги кошулмалар кычкылтек жана суудан гана турат жана башка компоненттер жок (айрым катализаторлордун уулануусуна жол бербейт), бул жогорку тазалыктагы суутекти өндүрүүгө ыңгайлуулукту камсыз кылат. Тазалангандан кийин, өндүрүлгөн газ электрондук класстагы өнөр жай газынын көрсөткүчтөрүнө жете алат.
Суутек өндүрүүчү түзүлүш тарабынан өндүрүлгөн суутек системанын жумушчу басымын турукташтыруу жана суутектеги эркин сууну андан ары кетирүү үчүн буфердик резервуар аркылуу өтөт.
Суутек суутекти тазалоочу түзүлүшкө киргенден кийин, суу электролизи менен өндүрүлгөн суутек андан ары тазаланат, ал эми суутектеги кычкылтек, суу жана башка кошулмалар каталитикалык реакция жана молекулярдык электин адсорбция принциптерин колдонуу менен алынып салынат.
Жабдуулар чыныгы кырдаалга жараша суутек өндүрүүнү автоматтык түрдө жөнгө салуу системасын орното алат. Газ жүктөмүнүн өзгөрүшү суутек сактоочу резервуардын басымынын өзгөрүшүнө алып келет. Сактоочу резервуарга орнотулган басым өткөргүч 4-20 мА сигнал чыгарып, аны PLCге жөнөтөт. Баштапкы коюлган маанини салыштырып, тескери трансформацияны жана PID эсептөөсүн жүргүзгөндөн кийин, 20~4 мА сигнал чыгарылып, түзөткүч шкафка жөнөтүлүп, электролиз тогунун өлчөмүн жөнгө салат, ошону менен суутек жүктөмүнүн өзгөрүшүнө жараша суутек өндүрүүнү автоматтык түрдө жөнгө салуу максатына жетишилет.
Щелочтуу суу электролизи суутек өндүрүү жабдуулары негизинен төмөнкү системаларды камтыйт:
(1) Чийки зат суу системасы
Суу электролизинде суутек өндүрүү процессинде реакцияга кирген жалгыз нерсе - бул суу (H2O), аны сууну толтуруучу насос аркылуу чийки суу менен тынымсыз толтуруп туруу керек. Сууну толтуруу позициясы суутек же кычкылтек сепараторунда. Мындан тышкары, системадан чыкканда аз өлчөмдөгү суутек менен кычкылтек алынып салынышы керек. Кичинекей жабдуулардын сууну керектөөсү 1л/Нм³Н2, ал эми чоң жабдуулардыкы 0,9л/Нм³Н2 чейин азайтылышы мүмкүн. Система чийки сууну тынымсыз толтуруп турат. Сууну толтуруу аркылуу щелочтуу суюктуктун деңгээлинин жана щелочтуу концентрациясынын туруктуулугун сактоого болот, ал эми реакция эритмесин өз убагында толтурууга болот. щелочтуу концентрацияны сактоо үчүн суу.
2) Трансформатордун түзөткүч системасы
Бул система негизинен эки түзүлүштөн турат: трансформатор жана түзөткүч шкаф. Анын негизги функциясы - алдыңкы тараптын ээси тарабынан берилген 10/35 кВ өзгөрмө токтун кубатын электролизер талап кылган туруктуу токтун кубаттуулугуна айландыруу жана электролизерге туруктуу токтун кубатын берүү. Берилген кубаттуулуктун бир бөлүгү сууну түздөн-түз ажыроо үчүн колдонулат. Молекулалар суутек жана кычкылтек, ал эми экинчи бөлүгү жылуулукту пайда кылат, ал щелочтуу муздаткыч тарабынан муздатуучу суу аркылуу алынып салынат.
Трансформаторлордун көпчүлүгү май тибиндеги трансформаторлор. Эгерде имараттын ичинде же идиштин ичинде жайгаштырылса, кургак типтеги трансформаторлорду колдонсо болот. Электролиттик суутек өндүрүүчү жабдууларда колдонулган трансформаторлор атайын трансформаторлор болуп саналат жана ар бир электролизердин маалыматтарына ылайык дал келтирилиши керек, ошондуктан алар жекелештирилген жабдуулар болуп саналат.
(3) электр энергиясын бөлүштүрүүчү шкаф системасы
Электр бөлүштүрүүчү шкаф негизинен электролиттик суу суутек өндүрүүчү жабдуулардын артындагы суутек жана кычкылтекти бөлүү жана тазалоо системаларындагы моторлору бар ар кандай компоненттерге 400В же жалпысынан 380В жабдууларды берүү үчүн колдонулат. Жабдуулар суутек жана кычкылтекти бөлүү алкагындагы щелочтук циркуляцияны камтыйт. Насостор, көмөкчү системалардагы сууну толтуруучу насостор; кургатуу жана тазалоо системаларындагы жылытуу зымдары жана таза суу машиналары, муздаткычтар, аба компрессорлору, муздатуу мунаралары жана арткы суутек компрессорлору, гидрогенизация машиналары жана башка жабдуулар сыяктуу бүтүндөй система тарабынан талап кылынган көмөкчү системалар. Электр менен камсыздоо ошондой эле бүтүндөй станциянын жарыктандыруу, мониторинг жана башка системалары үчүн электр менен камсыздоону камтыйт.
(4) башкаруу системасы
Башкаруу системасы PLC автоматтык башкаруусун ишке ашырат. PLC жалпысынан Siemens 1200 же 1500 колдонот. Ал адам-компьютер өз ара аракеттенүү интерфейсинин сенсордук экраны менен жабдылган, ал эми жабдуулардын ар бир системасынын иштеши жана параметрлеринин дисплейи жана башкаруу логикасынын дисплейи сенсордук экранда ишке ашырылат.
5) Щелочтуу айлануу системасы
Бул система негизинен төмөнкү негизги жабдууларды камтыйт:
Суутек жана кычкылтек бөлгүч - щелочтуу циркуляциялык насос - клапан - щелочтуу чыпка - электролизер
Негизги процесс: суутек жана кычкылтек сепараторундагы суутек жана кычкылтек менен аралашкан щелочтуу суюктук газ-суюктук сепаратору менен бөлүнүп, андан кийин щелочтуу суюктуктун айлануу насосуна кайра агат. Бул жерде суутек сепаратору жана кычкылтек сепаратору туташтырылат, ал эми щелочтуу суюктуктун айлануу насосу кайра агып чыгат. щелочтуу суюктук клапанга жана арткы учундагы щелочтуу суюктук чыпкасына айланат. Чыпка чоң кошулмаларды чыпкалагандан кийин, щелочтуу суюктук электролизердин ичине айланат.
(6) Суутек системасы
Суутек катоддук электрод тарабынан бөлүнүп чыгып, щелочтуу суюктуктун айлануу системасы менен бирге сепараторго жетет. Сепаратордо суутектин өзү салыштырмалуу жеңил болгондуктан, ал щелочтуу суюктуктан табигый түрдө бөлүнүп, сепаратордун жогорку бөлүгүнө жетет, андан кийин андан ары бөлүү жана муздатуу үчүн түтүк аркылуу өтөт. Сууну муздаткандан кийин, тамчы кармагыч тамчыларды кармап, болжол менен 99% тазалыкка жетет, ал арткы кургатуу жана тазалоо системасына жетет.
Эвакуация: Суутекти эвакуациялоо негизинен ишке киргизүү жана өчүрүү учурунда, анормалдуу иштөөдө же тазалыктын бузулушунда жана мүчүлүштүктөрдү эвакуациялоодо колдонулат.
(7) Кычкылтек системасы
Кычкылтектин жолу суутектин жолуна окшош, бирок башка сепаратордо.
Эвакуация: Учурда кычкылтек долбоорлорунун көпчүлүгү эвакуация жолу менен иштетилет.
Колдонулушу: Кычкылтектин пайдалануу мааниси атайын долбоорлордо гана мааниге ээ, мисалы, суутекти да, жогорку тазалыктагы кычкылтекти да колдоно турган кээ бир колдонмо сценарийлеринде, мисалы, оптикалык була өндүрүүчүлөрдө. Ошондой эле, кычкылтекти пайдалануу үчүн орун калтырган кээ бир ири долбоорлор бар. Арткы колдонуу сценарийлери кургатуудан жана тазалоодон кийин суюк кычкылтекти өндүрүү же дисперсиялык система аркылуу медициналык кычкылтекти колдонуу болуп саналат. Бирок, бул пайдалануу сценарийлеринин тактыгы азырынча аныктала элек. Андан ары ырастоо.
(8) муздатуу суу системасы
Суунун электролиз процесси эндотермикалык реакция болуп саналат. Суутек өндүрүү процесси электр энергиясы менен камсыз болушу керек. Бирок, суунун электролиз процессинде керектелген электр энергиясы суунун электролиз реакциясынын теориялык жылуулук сиңирүүсүнөн ашып түшөт. Башкача айтканда, электролизер колдонгон электр энергиясынын бир бөлүгү жылуулукка айланат. Бул бөлүктө жылуулук негизинен башында щелочтук айлануу системасын жылытуу үчүн колдонулат, ошондуктан щелочтук эритмесинин температурасы жабдуулар талап кылган 90±5°C температура диапазонуна чейин көтөрүлөт. Эгерде электролизер номиналдык температурага жеткенден кийин иштей берсе, пайда болгон жылуулукту колдонуу керек. Электролиз реакция зонасынын кадимки температурасын сактоо үчүн муздатуучу суу чыгарылат. Электролиз реакция зонасындагы жогорку температура энергияны керектөөнү азайтышы мүмкүн, бирок температура өтө жогору болсо, электролиз камерасынын мембранасы бузулат, бул жабдуулардын узак мөөнөттүү иштешине да зыян келтирет.
Бул түзмөктүн иштөө температурасы 95°C ашпаган температурада кармалышы керек. Мындан тышкары, пайда болгон суутек жана кычкылтек да муздатылып, нымдандырылышы керек, ал эми суу менен муздатылган кремний менен башкарылуучу түзөткүч түзүлүш да зарыл болгон муздатуу түтүктөрү менен жабдылган.
Чоң жабдуулардын насостук корпусу муздатуучу суунун катышуусун да талап кылат.
(9) Азот толтуруу жана азот менен тазалоо системасы
Түзмөктү мүчүлүштүктөрдү оңдоодон жана иштетүүдөн мурун, аба өткөрбөөчүлүктү текшерүү үчүн система азот менен толтурулушу керек. Кадимки ишке киргизүүдөн мурун, суутек менен кычкылтектин эки тарабындагы газ фазасынын мейкиндигиндеги газ тез күйүүчү жана жарылуучу диапазондон алыс болушун камсыз кылуу үчүн системанын газ фазасын да азот менен тазалоо керек.
Жабдуу өчүрүлгөндөн кийин, башкаруу системасы автоматтык түрдө басымды кармап турат жана системанын ичинде белгилүү бир өлчөмдөгү суутек менен кычкылтекти кармап турат. Эгерде жабдуу күйгүзүлгөндө да басым сакталып калса, анда тазалоону жүргүзүүнүн кажети жок. Бирок, эгерде бардык басым алынып салынса, аны кайрадан тазалоо керек болот. Азот менен тазалоо аракети.
(10) Суутек менен кургатуу (тазалоо) системасы (милдеттүү эмес)
Суу электролизинен алынган суутек параллелдүү кургаткыч менен нымсыздандырылып, акырында кургак суутек алуу үчүн никель түтүкчөсүнүн чыпкасы менен чаңдандырылат. (Колдонуучунун продукциянын суутекине болгон талаптарына ылайык, система тазалоочу түзүлүштү кошушу мүмкүн, ал эми тазалоодо палладий-платина биметаллдык каталитикалык деоксиддештирүү колдонулат).
Суу электролизи менен суутек өндүрүүчү түзүлүш тарабынан өндүрүлгөн суутек буфердик резервуар аркылуу суутекти тазалоочу түзүлүшкө жөнөтүлөт.
Суутек алгач декычкылтектөөчү мунара аркылуу өтөт. Катализатордун таасири астында суутектеги кычкылтек суутек менен реакцияга кирип, суу пайда кылат.
Реакциянын формуласы: 2H2+O2 2H2O.
Андан кийин, суутек суутек конденсатору аркылуу өтөт (ал газды муздатып, газдагы суу буусун конденсациялап, суу пайда кылат, ал эми конденсацияланган суу системадан суюктук чогулткуч аркылуу автоматтык түрдө чыгарылат) жана адсорбциялык мунарага кирет.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 14-майы
