ЭлектролитӣгидрогенВоҳиди истеҳсолӣ маҷмӯи пурраи электролизи обро дар бар мегирадгидрогентаҷҳизоти истеҳсолӣ, ки таҷҳизоти асосӣ иборатанд аз:
1. Ҳуҷайраи электролитӣ
2. Дастгоҳи ҷудокунии моеъи газӣ
3. Системаи хушккунӣ ва тозакунӣ
4. Қисми барқӣ иборат аст аз: трансформатор, шкафи росткунҷа, шкафи идоракунии PLC, шкафи асбобҳо, шкафи тақсимот, компютери болоӣ ва ғайра
5. Системаи ёрирасон асосан аз инҳо иборат аст: зарфи маҳлули ишқорӣ, зарфи оби ашёи хом, насоси оби иловагӣ, силиндр/шинаи нитроген ва ғайра. 6. Системаи ёрирасони умумии таҷҳизот аз инҳо иборат аст: мошини оби тоза, бурҷи хунуккунӣ, хунуккунӣ, компрессори ҳаво ва ғайра.
хунуккунакҳои гидроген ва оксиген истифода мешаванд ва об пеш аз фиристодан таҳти назорати системаи идоракунӣ тавассути домҳои қатрагӣ ҷамъоварӣ карда мешавад; Электролит аз он мегузарадгидрогенва филтрҳои ишқори оксиген, хунуккунакҳои гидроген ва ишқори оксиген мутаносибан таҳти таъсири насоси гардиш ва сипас барои электролизи минбаъда ба ҳуҷайраи электролитӣ бармегарданд.
Фишори система аз ҷониби 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 гази гидрогени ҳосилшуда, ки тавассути электролизи обӣ истеҳсол мешавад, танҳо оксиген ва об мебошанд, ки ҷузъҳои дигар надоранд (ки метавонанд аз заҳролудшавии баъзе катализаторҳо пешгирӣ кунанд). Ин барои истеҳсоли гази гидрогени тозагии баланд қулайӣ фароҳам меорад ва гази тозашуда метавонад ба стандартҳои газҳои саноатии дараҷаи электронӣ ҷавобгӯ бошад.
Гидрогене, ки аз ҷониби воҳиди истеҳсоли гидроген истеҳсол мешавад, барои устувор кардани фишори кории система ва хориҷ кардани минбаъдаи оби озод аз гидроген аз зарфи буферӣ мегузарад.
Пас аз ворид шудан ба дастгоҳи тозакунии гидроген, гидрогени ҳосилшуда тавассути электролизи об бо истифода аз принсипҳои реаксияи каталитикӣ ва адсорбсияи ҷумбони молекулавӣ барои тоза кардани оксиген, об ва дигар ифлосҳо аз гидроген минбаъд тоза карда мешавад.
Таҷҳизот метавонад мувофиқи вазъияти воқеӣ системаи танзими автоматии истеҳсоли гидрогенро танзим кунад. Тағйирот дар бори газ боиси ноустувории фишори зарфи нигоҳдории гидроген мегардад. Интиқолдиҳандаи фишор, ки дар зарфи нигоҳдорӣ насб шудааст, барои муқоиса бо арзиши аввалаи муқарраршуда ба PLC сигнали 4-20 мА медиҳад ва пас аз табдили баръакс ва ҳисобкунии PID, сигнали 20-4 мА-ро ба шкафи росткунак барои танзими андозаи ҷараёни электролиз медиҳад ва бо ин ҳадафи танзими автоматии истеҳсоли гидроген мувофиқи тағирот дар бори гидроген ноил мегардад.
Ягона реаксия дар раванди истеҳсоли гидроген тавассути электролизи об об (H2O) аст, ки бояд пайваста бо оби хом тавассути насоси пуркунии об таъмин карда шавад. Мавқеи пуркунӣ дар ҷудокунандаи гидроген ё оксиген ҷойгир аст. Ғайр аз ин, гидроген ва оксиген ҳангоми баромадан аз система бояд миқдори ками обро гиранд. Таҷҳизоте, ки истеъмоли ками об доранд, метавонанд 1 л/Нм³ H2 истеъмол кунанд, дар ҳоле ки таҷҳизоти калонтар метавонанд онро то 0.9 л/Нм³ H2 кам кунанд. Система пайваста оби хомро пур мекунад, ки метавонад устувории сатҳ ва консентратсияи моеъи ишқориро нигоҳ дорад. Он инчунин метавонад оби реаксияшударо сари вақт пур кунад, то консентратсияи маҳлули ишқориро нигоҳ дорад.
- Системаи росткунаки трансформатор
Ин система асосан аз ду дастгоҳ, трансформатор ва корпуси росткунҷа иборат аст. Вазифаи асосии он табдил додани қувваи 10/35 кВ тағйирёбандаи таъминшуда аз ҷониби соҳиби қисмати пеш ба қувваи доимии зарурӣ барои ҳуҷайраи электролитӣ ва таъмини қувваи доимии ба ҳуҷайраи электролитӣ додашуда мебошад. Қисми қувваи додашуда барои таҷзияи мустақими молекулаҳои об ба гидроген ва оксиген истифода мешавад ва қисми дигар гармӣ тавлид мекунад, ки онро сардкунандаи ишқорӣ тавассути оби хунуккунӣ анҷом медиҳад.
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 барои таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени оби электролитӣ истифода мешаванд, трансформаторҳои махсус мебошанд, ки бояд мувофиқи маълумоти ҳар як ҳуҷайраи электролитӣ мувофиқ карда шаванд, аз ин рӯ онҳо таҷҳизоти фармоишӣ мебошанд.
Дар айни замон, шкафи росткунҷаи маъмултарин навъи тиристор аст, ки аз ҷониби истеҳсолкунандагони таҷҳизот аз сабаби мӯҳлати тӯлонии истифода, устувории баланд ва нархи паст дастгирӣ карда мешавад. Аммо, аз сабаби зарурати мутобиқ кардани таҷҳизоти калонҳаҷм ба энергияи барқароршавандаи фронталӣ, самаранокии табдили шкафҳои росткунҷаи тиристор нисбатан паст аст. Дар айни замон, истеҳсолкунандагони гуногуни шкафҳои росткунҷа кӯшиш мекунанд, ки шкафҳои нави росткунҷаи IGBT-ро қабул кунанд. IGBT аллакай дар дигар соҳаҳо, ба монанди энергияи бод, хеле маъмул аст ва боварӣ дорад, ки шкафҳои росткунҷаи IGBT дар оянда рушди назаррас хоҳанд дошт.
- Системаи шкафҳои тақсимотӣ
Шкафи тақсимот асосан барои таъмини барқ ба ҷузъҳои гуногун бо муҳаррикҳо дар системаи ҷудокунӣ ва тозакунии оксигени гидроген дар паси таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени оби электролитӣ, аз ҷумла таҷҳизоти 400V ё маъмулан 380V номида мешавад, истифода мешавад. Таҷҳизот насоси гардиши ишқориро дар чаҳорчӯбаи ҷудокунии оксигени гидроген ва насоси оби иловагӣ дар системаи ёрирасон дар бар мегирад; Таъминоти барқ барои симҳои гармидиҳӣ дар системаи хушккунӣ ва тозакунӣ, инчунин системаҳои ёрирасоне, ки барои тамоми система заруранд, ба монанди мошинҳои оби тоза, хунуккунакҳо, компрессорҳои ҳавоӣ, бурҷҳои хунуккунӣ ва компрессорҳои гидрогении пуштибонӣ, мошинҳои гидрогенизатсия ва ғайра, инчунин таъминоти барқро барои равшанӣ, назорат ва дигар системаҳои тамоми истгоҳ дар бар мегирад.
- Cмуқаддимасистемаи л
Системаи идоракунӣ идоракунии автоматии PLC-ро амалӣ мекунад. PLC одатан Siemens 1200 ё 1500-ро истифода мебарад ва бо экрани сенсории интерфейси ҳамкории инсон ва мошин муҷаҳҳаз аст. Намоиши амалиёт ва параметрҳои ҳар як системаи таҷҳизот, инчунин намоиши мантиқи идоракунӣ дар экрани сенсорӣ амалӣ карда мешавад.
5. Системаи гардиши маҳлули ишқорӣ
Ин система асосан таҷҳизоти асосии зеринро дар бар мегирад:
Ҷудокунандаи оксигени гидроген – Насоси гардиши маҳлули ишқорӣ – Клапан – Филтри маҳлули ишқорӣ – Элементи электролитӣ
Раванди асосӣ чунин аст: маҳлули ишқорӣ, ки бо гидроген ва оксиген дар ҷудокунандаи оксигени гидроген омехта шудааст, аз ҷониби ҷудокунандаи газ-моеъ ҷудо карда мешавад ва ба насоси гардиши маҳлули ишқорӣ бармегардад. Ҷудокунандаи гидроген ва ҷудокунандаи оксиген дар ин ҷо пайваст карда шудаанд ва насоси гардиши маҳлули ишқорӣ маҳлули ишқории бармегардандаро ба клапан ва филтри маҳлули ишқорӣ дар охири пушт гардиш медиҳад. Пас аз он ки филтр ифлосҳои калонро филтр мекунад, маҳлули ишқорӣ ба дохили ҳуҷайраи электролитӣ гардиш мекунад.
6. Системаи гидроген
Гази гидроген аз тарафи электроди катод ҳосил шуда, ба сепаратор ҳамроҳ бо системаи гардиши маҳлули ишқорӣ мерасад. Дар дохили сепаратор, гази гидроген нисбатан сабук ва табиатан аз маҳлули ишқорӣ ҷудо шуда, ба қисми болоии сепаратор мерасад. Сипас, он барои ҷудокунии минбаъда аз қубурҳо мегузарад, бо оби хунуккунӣ хунук карда мешавад ва бо ҷамъкунандаи қатрагӣ ҷамъ карда мешавад, то пеш аз расидан ба системаи хушккунӣ ва тозакунии қисмати ақибӣ тақрибан 99% покӣ ба даст орад.
Эвакуатсия: Эвакуатсияи гази гидроген асосан дар давраҳои оғоз ва қатъ, амалиётҳои ғайримуқаррарӣ ё вақте ки тозагӣ ба стандартҳо ҷавобгӯ нест, инчунин барои ҳалли мушкилот истифода мешавад.
7. Системаи оксиген
Роҳи оксиген ба роҳи гидроген монанд аст, ба истиснои он ки он дар сепараторҳои гуногун сурат мегирад.
Холӣ кардан: Дар айни замон, аксари лоиҳаҳо усули холӣ кардани оксигенро истифода мебаранд.
Истифода: Арзиши истифодаи оксиген танҳо дар лоиҳаҳои махсус, ба монанди барномаҳое, 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 қафо барои истеҳсоли оксигени моеъ пас аз хушккунӣ ва тозакунӣ ё барои оксигени тиббӣ тавассути системаҳои пароканда мебошанд. Аммо, дақиқии ин сенарияҳои истифода ҳанӯз ҳам ба тасдиқи минбаъда ниёз дорад.
8. Системаи оби хунуккунӣ
Раванди электролизи об як реаксияи эндотермӣ аст ва раванди истеҳсоли гидроген бояд бо энергияи барқ таъмин карда шавад. Аммо, энергияи барқи сарфшуда дар раванди электролизи об аз ҷабби назарии гармии реаксияи электролизи об зиёдтар аст. Ба ибораи дигар, як қисми барқи истифодашуда дар ҳуҷайраи электролиз ба гармӣ табдил меёбад, ки асосан барои гарм кардани системаи гардиши маҳлули ишқорӣ дар аввал истифода мешавад ва ҳарорати маҳлули ишқориро то диапазони ҳарорати зарурии 90 ± 5 ℃ барои таҷҳизот баланд мебардорад. Агар ҳуҷайраи электролиз пас аз расидан ба ҳарорати номиналӣ кор карданро идома диҳад, гармии тавлидшуда бояд тавассути хунуккунии оби хунуккунӣ анҷом дода шавад, то ҳарорати муқаррарии минтақаи реаксияи электролизро нигоҳ дорад. Ҳарорати баланд дар минтақаи реаксияи электролиз метавонад истеъмоли энергияро кам кунад, аммо агар ҳарорат аз ҳад зиёд баланд бошад, диафрагмаи камераи электролиз вайрон мешавад, ки ин низ ба кори дарозмуддати таҷҳизот зарар мерасонад.
Ҳарорати оптималии корӣ барои ин дастгоҳ бояд на бештар аз 95 ℃ нигоҳ дошта шавад. Ғайр аз ин, гидроген ва оксигени ҳосилшударо низ бояд хунук ва намнок кард ва дастгоҳи росткунаки тиристори бо об хунукшаванда низ бо қубурҳои зарурии хунуккунӣ муҷаҳҳаз шудааст.
Корпуси насоси таҷҳизоти калон низ иштироки оби хунуккуниро талаб мекунад.
- Системаи пуркунии нитроген ва тозакунии нитроген
Пеш аз ислоҳи хатогиҳо ва кор кардани дастгоҳ, бояд дар система санҷиши сахтии нитроген гузаронида шавад. Пеш аз оғози муқаррарӣ, инчунин зарур аст, ки фазаи газии система 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 оғозёбӣ ҳанӯз ҳам вуҷуд дошта бошад, зарурати анҷом додани амали тозакунӣ вуҷуд надорад. Аммо, агар фишор комилан сабук карда шавад, амали тозакунии нитроген бояд дубора анҷом дода шавад.
- Системаи хушккунӣ (тозакунӣ)-и гидрогенӣ (ихтиёрӣ)
Гази гидроген, ки аз электролизи об омода карда мешавад, тавассути хушккунаки мувозӣ намӣ тоза карда мешавад ва дар ниҳоят бо филтри найчаи никелии синтерӣ тоза карда мешавад, то гази гидрогени хушк ба даст оварда шавад. Мувофиқи талаботи корбар барои гидрогени маҳсулот, система метавонад дастгоҳи тозакуниро илова кунад, ки барои тозакунӣ деоксигенатсияи каталитикии биметаллии платинаи палладийро истифода мебарад.
Гидрогене, ки аз ҷониби агрегати истеҳсоли гидрогени электролизи об истеҳсол мешавад, тавассути зарфи буферӣ ба агрегати тозакунии гидроген фиристода мешавад.
Гази гидроген аввал аз бурҷи деоксигенатсия мегузарад ва таҳти таъсири катализатор, оксиген дар гази гидроген бо гази гидроген реаксия карда, об ҳосил мекунад.
Формулаи реаксия: 2H2+O2 2H2O.
Сипас, гази гидроген аз конденсатори гидроген мегузарад (ки газро хунук мекунад, то буғи обро ба об табдил диҳад, ки ба таври худкор аз система тавассути коллектор хориҷ карда мешавад) ва ба бурҷи адсорбсия ворид мешавад.
Вақти нашр: 03 декабри соли 2024
