Воҳиди истеҳсоли гидрогени электролиз маҷмӯи пурраи таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени электролизи обиро дар бар мегирад. Таҷҳизоти асосӣ инҳоянд:
1. Электролизер
2. Дастгоҳи ҷудокунии газ ва моеъ
3. Системаи хушккунӣ ва тозакунӣ
4. Қисми барқӣ иборат аст аз: трансформатор, шкафи росткунҷа, шкафи идоракунии барномаи PLC, шкафи асбобҳо, шкафи тақсимоти барқ, компютери мизбон ва ғайра.
5. Системаи ёрирасон асосан аз инҳо иборат аст: зарфи ишқорӣ, зарфи оби ашёи хом, насоси таъминоти об, шишаи нитроген/бар ва ғайра.
6. Системаи умумии ёрирасони таҷҳизот иборат аст аз: мошини оби тоза, бурҷи оби хунуккунӣ, чиллер, компрессори ҳаво ва ғайра.
Дар агрегати истеҳсоли гидрогени электролитӣ, об дар электролизер таҳти таъсири ҷараёни мустақим ба як қисми гидроген ва 1/2 қисми оксиген таҷзия мешавад. Гидроген ва оксигени ҳосилшуда якҷоя бо электролит барои ҷудокунӣ ба ҷудокунандаи газ-моеъ фиристода мешаванд. Гидроген ва оксиген аз ҷониби хунуккунакҳои гидроген ва оксиген хунук карда мешаванд ва қатрагир обро ҷамъ карда, хориҷ мекунад ва сипас таҳти назорати системаи идоракунӣ фиристода мешавад; электролит аз филтри гидроген, филтри ишқори оксиген, гидроген, филтри ишқори оксиген ва ғайра мегузарад ва таҳти таъсири насоси гардиш ба хунуккунаки моеъ интиқол дода мешавад ва сипас ба электролизер бармегардад, то электролизро идома диҳад.
Фишори система тавассути системаи назорати фишор ва системаи назорати фишори дифференсиалӣ танзим карда мешавад, то ба талаботи равандҳо ва нигоҳдории минбаъда ҷавобгӯ бошад.
Гидрогени ҳосилшуда, ки тавассути электролизи обӣ истеҳсол мешавад, бартариҳои тозагии баланд ва ифлосшавии кам дорад. Одатан, ифлосҳо дар гидрогени ҳосилшуда, ки тавассути электролизи обӣ истеҳсол мешавад, танҳо оксиген ва об мебошанд ва ҷузъҳои дигар надоранд (ки метавонанд аз заҳролудшавии баъзе катализаторҳо пешгирӣ кунанд), ки барои истеҳсоли гидрогени тозагии баланд қулайӣ фароҳам меорад. , пас аз тозакунӣ, гази ҳосилшуда метавонад ба нишондиҳандаҳои гази саноатии дараҷаи электронӣ бирасад.
Гидрогене, ки аз ҷониби дастгоҳи истеҳсоли гидроген истеҳсол мешавад, барои устувор кардани фишори кории система ва хориҷ кардани минбаъдаи оби озод дар гидроген аз зарфи буферӣ мегузарад.
Пас аз ворид шудани гидроген ба дастгоҳи тозакунии гидроген, гидрогене, ки тавассути электролизи об ҳосил мешавад, минбаъд тоза карда мешавад ва оксиген, об ва дигар ифлосҳо дар гидроген бо истифода аз принсипҳои реаксияи каталитикӣ ва адсорбсияи ҷумбони молекулавӣ хориҷ карда мешаванд.
Таҷҳизот метавонад системаи танзими автоматии истеҳсоли гидрогенро мувофиқи вазъияти воқеӣ танзим кунад. Тағйирот дар бори газ боиси ноустувории фишори зарфи нигоҳдории гидроген мегардад. Интиқолдиҳандаи фишор, ки дар зарфи нигоҳдорӣ насб шудааст, сигнали 4-20 мА бароварда, онро ба PLC мефиристад ва пас аз муқоисаи арзиши муқарраршудаи аввала ва анҷом додани табдили баръакс ва ҳисобкунии PID, сигнали 20 ~ 4 мА бароварда мешавад ва ба шкафи росткунак фиристода мешавад, то андозаи ҷараёни электролизро танзим кунад ва бо ин ҳадафи танзими автоматии истеҳсоли гидроген мувофиқи тағирот дар бори гидроген ба даст оварда мешавад.
Таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени электролизи обӣ асосан системаҳои зеринро дар бар мегирад:
(1) Системаи оби ашёи хом
Ягона чизе, ки дар раванди истеҳсоли гидроген дар электролизи об реаксия мекунад, об (H2O) аст, ки онро бояд пайваста бо оби хом тавассути насоси пуркунии об пур кард. Мавқеи пуркунии об дар ҷудокунандаи гидроген ё оксиген ҷойгир аст. Ғайр аз ин, ҳангоми тарк кардани система миқдори ками гидроген ва оксиген бояд хориҷ карда шавад. Масрафи оби таҷҳизоти хурд 1л/Нм³Н2 аст ва масрафи оби таҷҳизоти калон метавонад то 0.9л/Нм³Н2 кам карда шавад. Система пайваста оби хомро пур мекунад. Тавассути пуркунии об, устувории сатҳи моеъи ишқорӣ ва консентратсияи ишқорро нигоҳ доштан мумкин аст ва маҳлули реаксияро метавон сари вақт пур кард. Барои нигоҳ доштани консентратсияи ишқор, миқдори ками обро барои нигоҳ доштани консентратсияи ишқор пур кард.
2) Системаи росткунҷаи трансформатор
Ин система асосан аз ду дастгоҳ иборат аст: трансформатор ва корпуси росткунҷа. Вазифаи асосии он табдил додани қувваи 10/35 кВ тағйирёбандаи таъминшуда аз ҷониби соҳиби қисмати пеш ба қувваи доимии зарурӣ барои электролизер ва таъмини қувваи доимии электролизер мебошад. Як қисми қувваи додашуда барои таҷзияи мустақими об истифода мешавад. Молекулаҳо гидроген ва оксиген мебошанд ва қисми дигар гармӣ тавлид мекунад, ки онро хунуккунандаи ишқор тавассути оби хунуккунанда хориҷ мекунад.
Аксари трансформаторҳо навъи равғанӣ мебошанд. Агар дар дохили хона ё дар дохили зарф ҷойгир карда шаванд, трансформаторҳои навъи хушкро истифода бурдан мумкин аст. Трансформаторҳое, ки дар таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени оби электролитӣ истифода мешаванд, трансформаторҳои махсус мебошанд ва бояд мувофиқи маълумоти ҳар як электролизер мувофиқ карда шаванд, аз ин рӯ онҳо таҷҳизоти фармоишӣ мебошанд.
(3) системаи тақсимоти барқ
Шкафи тақсимоти барқ асосан барои таъмини таҷҳизоти 400В ё маъмулан бо номи 380В ба ҷузъҳои гуногун бо муҳаррикҳо дар системаҳои ҷудокунӣ ва тозакунии гидроген ва оксиген дар паси таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени оби электролитӣ истифода мешавад. Таҷҳизот гардиши ишқориро дар чаҳорчӯбаи ҷудокунии гидроген ва оксиген дар бар мегирад. Насосҳо, насосҳои пуркунии об дар системаҳои ёрирасон; симҳои гармидиҳӣ дар системаҳои хушккунӣ ва тозакунӣ ва системаҳои ёрирасоне, ки тамоми система талаб мекунад, ба монанди мошинҳои оби тоза, хунуккунакҳо, компрессорҳои ҳавоӣ, бурҷҳои хунуккунӣ ва компрессорҳои гидрогении пуштибонӣ, мошинҳои гидрогенизатсия ва дигар таҷҳизот. Таъминоти барқ инчунин таъминоти барқро барои равшанӣ, назорат ва дигар системаҳои тамоми истгоҳ дар бар мегирад.
(4) системаи идоракунӣ
Системаи идоракунӣ идоракунии автоматии PLC-ро амалӣ мекунад. PLC одатан аз Siemens 1200 ё 1500 истифода мебарад. Он бо экрани сенсории интерфейси муоширати инсон ва компютер муҷаҳҳаз шудааст ва намоиши амалиёт ва параметрҳои ҳар як системаи таҷҳизот ва намоиши мантиқи идоракунӣ дар экрани сенсорӣ амалӣ карда мешавад.
5) Системаи гардиши сілтӣ
Ин система асосан таҷҳизоти асосии зеринро дар бар мегирад:
Ҷудокунандаи гидроген ва оксиген - насоси гардиши ишқорӣ - клапан - филтри ишқорӣ - электролизер
Раванди асосӣ ин аст: моеъи ишқорӣ, ки бо гидроген ва оксиген дар ҷудокунандаи гидроген ва оксиген омехта шудааст, аз ҷониби ҷудокунандаи газ-моеъ ҷудо карда мешавад ва сипас ба насоси гардиши моеъи ишқорӣ бармегардад. Дар ин ҷо ҷудокунандаи гидроген ва ҷудокунандаи оксиген пайваст карда мешаванд ва насоси гардиши моеъи ишқорӣ бозмегардад. Моеъи ишқорӣ ба клапан ва филтри моеъи ишқорӣ дар қафои он гардиш мекунад. Пас аз он ки филтр ифлосҳои калонро филтр мекунад, моеъи ишқорӣ ба дохили электролизер гардиш мекунад.
(6) Системаи гидроген
Гидроген аз тарафи электроди катод ҳосил мешавад ва дар баробари системаи гардиши моеъи ишқорӣ ба сепаратор мерасад. Дар сепаратор, азбаски худи гидроген нисбатан сабук аст, он табиатан аз моеъи ишқорӣ ҷудо мешавад ва ба қисми болоии сепаратор мерасад ва сипас барои ҷудокунии минбаъда ва хунуккунӣ аз лӯла мегузарад. Пас аз хунукшавии об, қатрагир қатраҳоро мегирад ва ба покии тақрибан 99% мерасад, ки ба системаи хушккунӣ ва тозакунии қисмати ақиб мерасад.
Эвакуатсия: Эвакуатсияи гидроген асосан барои эвакуатсия ҳангоми оғоз ва хомӯшкунӣ, кори ғайримуқаррарӣ ё нокомии тозагӣ ва эвакуатсияи ноқис истифода мешавад.
(7) Системаи оксиген
Роҳи оксиген ба роҳи гидроген монанд аст, аммо дар сепаратори дигар.
Эвакуатсия: Дар айни замон, аксари лоиҳаҳои оксиген тавассути эвакуатсия коркард мешаванд.
Истифода: Арзиши истифодаи оксиген танҳо дар лоиҳаҳои махсус, ба монанди баъзе сенарияҳои татбиқ, ки метавонанд ҳам гидроген ва ҳам оксигени тозаи баландро истифода баранд, ба монанди истеҳсолкунандагони нахи оптикӣ, маъно дорад. Ҳамчунин баъзе лоиҳаҳои калон мавҷуданд, ки барои истифодаи оксиген ҷой ҷудо кардаанд. Сенарияҳои татбиқи пасипардагӣ истеҳсоли оксигени моеъ пас аз хушккунӣ ва тозакунӣ ё истифодаи оксигени тиббӣ тавассути системаи дисперсия мебошанд. Аммо, такмили ин сенарияҳои истифода ҳанӯз муайян нашудааст. Тасдиқи минбаъда.
(8) системаи оби хунуккунӣ
Раванди электролизи об як реаксияи эндотермӣ аст. Раванди истеҳсоли гидроген бояд бо энергияи барқ таъмин карда шавад. Аммо, энергияи барқе, ки тавассути раванди электролизи об сарф мешавад, аз ҷабби назарии гармии реаксияи электролизи об зиёдтар аст. Яъне, як қисми барқе, ки электролизер истифода мебарад, ба гармӣ табдил меёбад. Дар ин қисм гармӣ асосан барои гарм кардани системаи гардиши ишқор дар аввал истифода мешавад, то ҳарорати маҳлули ишқор ба диапазони ҳарорати 90±5°C, ки таҷҳизот талаб мекунад, баланд шавад. Агар электролизер пас аз расидан ба ҳарорати номиналӣ кор карданро идома диҳад, гармии ҳосилшударо бояд истифода бурд. Оби хунуккунӣ барои нигоҳ доштани ҳарорати муқаррарии минтақаи реаксияи электролиз берун оварда мешавад. Ҳарорати баланд дар минтақаи реаксияи электролиз метавонад истеъмоли энергияро кам кунад, аммо агар ҳарорат аз ҳад зиёд баланд бошад, мембранаи камераи электролиз вайрон мешавад, ки ин низ ба кори дарозмуддати таҷҳизот зарар мерасонад.
Ин дастгоҳ талаб мекунад, ки ҳарорати корӣ на бештар аз 95°C нигоҳ дошта шавад. Илова бар ин, гидроген ва оксигени ҳосилшуда низ бояд хунук ва намӣ карда шаванд ва дастгоҳи росткунаки кремний, ки бо об хунук карда мешавад, инчунин бо қубурҳои зарурии хунуккунӣ муҷаҳҳаз аст.
Корпуси насоси таҷҳизоти калон низ иштироки оби хунуккуниро талаб мекунад.
(9) Системаи пуркунии нитроген ва тозакунии нитроген
Пеш аз ислоҳи хатогиҳо ва кор кардани дастгоҳ, система бояд бо нитроген пур карда шавад, то санҷиши зичии ҳавоӣ анҷом дода шавад. Пеш аз оғози муқаррарӣ, фазаи газии система низ бояд бо нитроген тоза карда шавад, то боварӣ ҳосил шавад, ки газ дар фазои фазаи газ дар ҳарду тарафи гидроген ва оксиген аз масофаи оташгиранда ва тарканда дур аст.
Пас аз хомӯш кардани таҷҳизот, системаи идоракунӣ ба таври худкор фишорро нигоҳ медорад ва миқдори муайяни гидроген ва оксигенро дар дохили система нигоҳ медорад. Агар фишор ҳангоми фаъол будани таҷҳизот ҳанӯз ҳам боқӣ монад, зарурати тозакунӣ вуҷуд надорад. Аммо, агар тамоми фишор бартараф карда шавад, онро дубора тоза кардан лозим меояд. Амали тозакунии нитроген.
(10) Системаи хушккунии (тозакунии) гидрогенӣ (ихтиёрӣ)
Гидрогени ҳосилшуда аз электролизи об тавассути хушккунаки мувозӣ намнок карда мешавад ва дар ниҳоят бо филтри найчаи никелии синтерӣ барои ба даст овардани гидрогени хушк чанголуд карда мешавад. (Мувофиқи талаботи корбар барои гидрогени маҳсулот, система метавонад дастгоҳи тозакуниро илова кунад ва тозакунӣ аз деоксидатсияи каталитикии биметаллии палладий-платина истифода мебарад).
Гидрогене, ки аз ҷониби дастгоҳи истеҳсоли гидрогени электролизи обӣ истеҳсол мешавад, тавассути зарфи буферӣ ба дастгоҳи тозакунии гидроген фиристода мешавад.
Аввал гидроген аз бурҷи деоксигенатсия мегузарад. Таҳти таъсири катализатор, оксиген дар гидроген бо гидроген реаксия карда, об ҳосил мекунад.
Формулаи реаксия: 2H2+O2 2H2O.
Сипас, гидроген аз конденсатори гидроген мегузарад (ки газро хунук мекунад, то буғи обро дар газ конденсатсия карда, об ҳосил кунад ва оби конденсатсияшуда ба таври худкор аз система тавассути коллектор моеъ хориҷ карда мешавад) ва ба бурҷи адсорбсия ворид мешавад.
Вақти нашр: 14 майи соли 2024
