Электролиттиксуутекөндүрүш бөлүмү суу электролизинин толук комплектин камтыйтсуутекөндүрүштүк жабдуулар, анын ичинде негизги жабдуулар:
1. Электролиттик клетка
2. Газ суюктугун бөлүүчү түзүлүш
3. Кургатуу жана тазалоо системасы
4. Электр бөлүгүнө төмөнкүлөр кирет: трансформатор, түзөткүч шкаф, PLC башкаруу шкафы, аспап шкафы, бөлүштүрүү шкафы, үстүнкү компьютер ж.б.
5. Көмөкчү система негизинен төмөнкүлөрдү камтыйт: щелочтуу эритме резервуары, чийки зат үчүн суу резервуары, кошумча суу насосу, азот цилиндри/шинасы ж.б. 6. Жабдуулардын жалпы көмөкчү системасы төмөнкүлөрдү камтыйт: таза суу машинасы, муздаткыч мунара, муздаткыч, аба компрессору ж.б.
суутек жана кычкылтек муздаткычтары, ал эми суу тамчылатып чогултуучу аппарат аркылуу чогултулуп, андан кийин башкаруу системасынын көзөмөлү астында сыртка жөнөтүлөт; электролит төмөнкү аркылуу өтөт:суутекжана кычкылтек щелочтуу чыпкалары, суутек жана кычкылтек щелочтуу муздаткычтары тиешелүүлүгүнө жараша циркуляциялык насостун таасири астында иштетилет, андан кийин андан ары электролиз үчүн электролиттик клеткага кайтарылат.
Системанын басымы төмөнкү агымдагы процесстердин жана сактоонун талаптарын канааттандыруу үчүн басымды башкаруу системасы жана дифференциалдык басымды башкаруу системасы менен жөнгө салынат.
Суу электролизи менен өндүрүлгөн суутектин жогорку тазалык жана аз кошулмалар сыяктуу артыкчылыктары бар. Адатта, суу электролизи менен өндүрүлгөн суутек газындагы кошулмалар кычкылтек жана суудан гана турат, башка компоненттер жок (айрым катализаторлордун ууланышынан сактай алат). Бул жогорку тазалыктагы суутек газын өндүрүүгө ыңгайлуулукту камсыз кылат жана тазаланган газ электрондук класстагы өнөр жай газдарынын стандарттарына жооп бере алат.
Суутек өндүрүүчү блок тарабынан өндүрүлгөн суутек системанын жумушчу басымын турукташтыруу жана суутектен бош сууну андан ары кетирүү үчүн буфердик резервуар аркылуу өтөт.
Суутекти тазалоочу түзүлүшкө киргенден кийин, суу электролизи менен өндүрүлгөн суутек андан ары тазаланат, каталитикалык реакция жана молекулярдык электин адсорбция принциптерин колдонуп, суутектен кычкылтекти, сууну жана башка кошулмаларды кетирет.
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 баштапкы коюлган маани менен салыштыруу үчүн PLCге 4-20 мА сигнал чыгарат, ал эми тескери трансформациядан жана PID эсептөөдөн кийин, электролиз тогунун өлчөмүн жөнгө салуу үчүн түзөткүч шкафка 20-4 мА сигнал чыгарат, ошону менен суутек жүктөмүнүн өзгөрүшүнө жараша суутек өндүрүүнү автоматтык түрдө жөнгө салуу максатына жетишилет.
Суу электролизи аркылуу суутек өндүрүү процессиндеги жалгыз реакция - бул суу (H2O), ага сууну толтуруучу насос аркылуу чийки суу үзгүлтүксүз берилип турушу керек. Толуктоо позициясы суутек же кычкылтек сепараторунда жайгашкан. Мындан тышкары, суутек жана кычкылтек системадан чыкканда аз өлчөмдөгү сууну алып кетиши керек. Сууну аз сарптаган жабдуулар 1 л/Нм³ Н2 сарптай алат, ал эми чоңураак жабдуулар аны 0,9 л/Нм³ Н2 чейин азайта алат. Система чийки сууну үзгүлтүксүз толтуруп турат, бул щелочтуу суюктуктун деңгээлинин жана концентрациясынын туруктуулугун сактай алат. Ошондой эле, щелочтуу эритменин концентрациясын сактоо үчүн реакцияга кирген сууну өз убагында толтура алат.
- Трансформатордун түзөткүч системасы
Бул система негизинен эки түзүлүштөн, трансформатордон жана түзөткүч шкафтан турат. Анын негизги функциясы - алдыңкы бөлүктүн ээси тарабынан берилген 10/35 кВ өзгөрмө токтун кубатын электролиттик клеткага талап кылынган туруктуу токтун кубатына айландыруу жана электролиттик клеткага туруктуу токтун кубатын берүү. Берилген кубаттуулуктун бир бөлүгү суу молекулаларын түздөн-түз суутек жана кычкылтекке ажыратуу үчүн колдонулат, ал эми экинчи бөлүгү жылуулукту пайда кылат, ал щелочтуу муздаткыч тарабынан муздатуучу суу аркылуу жүргүзүлөт.
Трансформаторлордун көпчүлүгү май түрүндөгү трансформаторлор. Эгерде имараттын ичинде же идиштин ичинде жайгаштырылса, кургак түрдөгү трансформаторлорду колдонсо болот. Электролиттик суутек өндүрүүчү жабдуулар үчүн колдонулган трансформаторлор ар бир электролиттик клетканын маалыматтарына ылайык дал келтирилиши керек болгон атайын трансформаторлор болуп саналат, ошондуктан алар жекелештирилген жабдуулар болуп саналат.
Учурда эң көп колдонулган түзөткүч шкаф тиристор түрү болуп саналат, ал узак колдонуу мөөнөтү, жогорку туруктуулугу жана арзан баасынан улам жабдууларды өндүрүүчүлөр тарабынан колдоого алынат. Бирок, ири масштабдуу жабдууларды алдыңкы кайра жаралуучу энергияга ылайыкташтыруу зарылдыгынан улам, тиристор түзөткүч шкафтарынын конвертациялык натыйжалуулугу салыштырмалуу төмөн. Учурда ар кандай түзөткүч шкаф өндүрүүчүлөрү жаңы IGBT түзөткүч шкафтарын колдонууга умтулушууда. IGBT шамал энергиясы сыяктуу башка тармактарда кеңири таралган жана келечекте IGBT түзөткүч шкафтары олуттуу өнүгүүгө ээ болот деп эсептелет.
- Бөлүштүрүүчү шкаф системасы
Бөлүштүрүүчү шкаф негизинен электролиттик суу суутек өндүрүү жабдууларынын артындагы суутек кычкылтекти бөлүү жана тазалоо системасындагы моторлору бар ар кандай компоненттерди, анын ичинде 400V же көбүнчө 380V жабдууларын электр энергиясы менен камсыздоо үчүн колдонулат. Жабдууларга суутек кычкылтекти бөлүү алкагындагы щелочтуу циркуляциялык насос жана көмөкчү системадагы кошумча суу насосу кирет; кургатуу жана тазалоо системасындагы жылытуу зымдары үчүн электр энергиясы, ошондой эле таза суу машиналары, муздаткычтар, аба компрессорлору, муздатуу мунаралары жана арткы учтагы суутек компрессорлору, гидрогенизация машиналары ж.б. сыяктуу бүтүндөй система үчүн зарыл болгон көмөкчү системалар, ошондой эле бүтүндөй станциянын жарыктандыруу, мониторинг жана башка системалары үчүн электр энергиясы менен камсыздоо кирет.
- Cкиришүүл системасы
Башкаруу системасы PLC автоматтык башкаруусун ишке ашырат. PLC жалпысынан Siemens 1200 же 1500 кабыл алат жана адам-машина өз ара аракеттенүү интерфейсинин сенсордук экраны менен жабдылган. Жабдуунун ар бир системасынын иштеши жана параметрлерин көрсөтүү, ошондой эле башкаруу логикасын көрсөтүү сенсордук экранда ишке ашырылат.
5. Щелочтуу эритмелердин айлануу системасы
Бул система негизинен төмөнкү негизги жабдууларды камтыйт:
Суутек кычкылтек бөлгүч – Щелочтуу эритме циркуляциялык насос – Клапан – Щелочтуу эритме чыпкасы – Электролиттик элемент
Негизги процесс төмөнкүдөй: суутек кычкылтек сепараторундагы суутек жана кычкылтек менен аралаштырылган щелочтуу эритме газ-суюктук сепаратору менен бөлүнүп, щелочтуу эритменин циркуляциялык насосуна кайра куюлат. Суутек сепаратору жана кычкылтек сепаратору бул жерге туташтырылган, ал эми щелочтуу эритменин циркуляциялык насосу кайра куюлган щелочтуу эритмени клапанга жана арткы учундагы щелочтуу эритме чыпкасына айлантат. Чыпка чоң кошулмаларды чыпкалагандан кийин, щелочтуу эритме электролиттик клетканын ичине куюлат.
6.Суутек системасы
Суутек газы катод электроду тарабынан бөлүнүп чыгып, щелочтуу эритменин циркуляция системасы менен бирге сепараторго жетет. Сепаратордун ичинде суутек газы салыштырмалуу жеңил жана щелочтуу эритмеден табигый түрдө бөлүнүп, сепаратордун жогорку бөлүгүнө жетет. Андан кийин, ал андан ары бөлүү үчүн түтүктөр аркылуу өтүп, муздатуучу суу менен муздатылат жана тамчылатып кармагыч аркылуу чогултулуп, андан кийин арткы кургатуу жана тазалоо системасына жеткенге чейин болжол менен 99% тазалыкка жетет.
Эвакуация: Суутек газын эвакуациялоо негизинен ишке киргизүү жана өчүрүү мезгилдеринде, анормалдуу иштөөлөрдө же тазалык стандарттарга жооп бербеген учурларда, ошондой эле көйгөйлөрдү чечүү үчүн колдонулат.
7. Кычкылтек системасы
Кычкылтектин жолу суутектин жолуна окшош, бирок ал ар кандай сепараторлордо жүргүзүлөт.
Бошотуу: Учурда көпчүлүк долбоорлордо кычкылтекти бошотуу ыкмасы колдонулат.
Колдонулушу: Кычкылтектин пайдалануу мааниси атайын долбоорлордо гана, мисалы, суутекти да, жогорку тазалыктагы кычкылтекти да колдоно алган колдонмолордо, мисалы, була-оптикалык өндүрүүчүлөрдө гана мааниге ээ. Ошондой эле, кычкылтекти пайдалануу үчүн орун калтырган кээ бир ири долбоорлор бар. Арткы колдонуу сценарийлери кургатуудан жана тазалоодон кийин суюк кычкылтекти өндүрүү же дисперсиялык системалар аркылуу медициналык кычкылтек үчүн. Бирок, бул колдонуу сценарийлеринин тактыгы дагы эле кошумча тастыктоону талап кылат.
8. Муздатуу суу системасы
Суунун электролиз процесси эндотермикалык реакция болуп саналат жана суутек өндүрүү процесси электр энергиясы менен камсыз болушу керек. Бирок, суу электролиз процессинде сарпталган электр энергиясы суунун электролиз реакциясынын теориялык жылуулук сиңирүүсүнөн ашып түшөт. Башкача айтканда, электролиз клеткасында колдонулган электр энергиясынын бир бөлүгү жылуулукка айланат, ал негизинен башында щелочтуу эритменин айлануу системасын жылытуу үчүн колдонулат, бул щелочтуу эритменин температурасын жабдуулар үчүн керектүү температура диапазонуна чейин көтөрөт. Эгерде электролиз клеткасы номиналдык температурага жеткенден кийин иштей берсе, анда пайда болгон жылуулукту электролиз реакция зонасынын кадимки температурасын сактоо үчүн муздатуучу суу менен жүргүзүү керек. Электролиз реакция зонасындагы жогорку температура энергия керектөөнү азайтышы мүмкүн, бирок температура өтө жогору болсо, электролиз камерасынын диафрагмасы бузулат, бул жабдуулардын узак мөөнөттүү иштешине да зыян келтирет.
Бул түзмөк үчүн оптималдуу иштөө температурасы 95 ℃ ашпаган деңгээлде кармалышы керек. Мындан тышкары, пайда болгон суутек менен кычкылтекти муздатуу жана нымсыздандыруу керек, ал эми суу менен муздатылган тиристордук түзөткүч түзүлүш дагы зарыл болгон муздатуу түтүктөрү менен жабдылган.
Чоң жабдуулардын насостук корпусу муздатуучу суунун катышуусун да талап кылат.
- Азот толтуруу жана азот менен тазалоо системасы
Түзмөктү мүчүлүштүктөрдү оңдоодон жана иштетүүдөн мурун, системада азоттун тыгыздыгын текшерүү жүргүзүлүшү керек. Кадимкидей ишке киргизүүдөн мурун, суутек менен кычкылтектин эки тарабындагы газ фазасынын мейкиндигиндеги газ тез күйүүчү жана жарылуучу диапазондон алыс экенине ынануу үчүн системанын газ фазасын азот менен тазалоо керек.
Жабдуу өчүрүлгөндөн кийин, башкаруу системасы басымды автоматтык түрдө кармап турат жана системанын ичинде белгилүү бир өлчөмдөгү суутек менен кычкылтекти кармап турат. Эгерде басым ишке киргизүү учурунда дагы эле болсо, тазалоо аракетин жасоонун кажети жок. Бирок, эгерде басым толугу менен жеңилдесе, азот менен тазалоо аракетин кайрадан жасоо керек.
- Суутек менен кургатуу (тазалоо) системасы (милдеттүү эмес)
Суу электролизинен даярдалган суутек газы параллелдүү кургаткыч менен нымсыздандырылып, акырында кургак суутек газын алуу үчүн никель түтүкчөсүнүн чыпкасы менен тазаланат. Колдонуучунун продукциянын суутекине болгон талаптарына ылайык, система тазалоо үчүн палладий платинанын биметалдык каталитикалык деоксигенациясын колдонгон тазалоочу түзүлүштү кошушу мүмкүн.
Суу электролизи менен суутек өндүрүүчү блок тарабынан өндүрүлгөн суутек буфердик резервуар аркылуу суутекти тазалоочу блокко жөнөтүлөт.
Суутек газы алгач деоксигенациялоо мунарасынан өтөт, ал эми катализатордун таасири астында суутек газындагы кычкылтек суутек газы менен реакцияга кирип, суу пайда кылат.
Реакциянын формуласы: 2H2+O2 2H2O.
Андан кийин, суутек газы суутек конденсатору аркылуу өтөт (ал газды муздатып, суу буусун сууга айлантат, ал коллектор аркылуу системанын сыртына автоматтык түрдө чыгарылат) жана адсорбциялык мунарага кирет.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 3-декабры
