Электролизийн устөрөгч үйлдвэрлэх нэгж нь усны электролизийн устөрөгч үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжийн бүрэн иж бүрдлийг агуулдаг. Үндсэн тоног төхөөрөмж нь:
1. Электролизер
2. Хий-шингэнийг ялгах төхөөрөмж
3. Хатаах болон цэвэршүүлэх систем
4. Цахилгааны хэсэгт: трансформатор, шулуутгагч шүүгээ, PLC програмын хяналтын шүүгээ, багажны шүүгээ, цахилгаан түгээх шүүгээ, хост компьютер гэх мэт орно.
5. Туслах системд голчлон шүлтийн сав, түүхий эдийн усны сав, ус хангамжийн насос, азотын сав/шингийн бар гэх мэт орно.
6. Тоног төхөөрөмжийн ерөнхий туслах системд: цэвэр усны машин, хөргөлтийн усны цамхаг, хөргөгч, агаарын компрессор гэх мэт орно.
Электролитийн устөрөгч үйлдвэрлэх нэгжид усыг электролизжуулагчид шууд гүйдлийн нөлөөгөөр нэг хэсэг устөрөгч, 1/2 хэсэг хүчилтөрөгч болгон задалдаг. Үүссэн устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг электролитийн хамт хий-шингэн тусгаарлагч руу илгээж ялгадаг. Устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн хөргөгчөөр хөргөж, дусал баригч нь усыг барьж зайлуулж, дараа нь хяналтын системийн хяналтан дор илгээдэг; электролит нь эргэлтийн насосны нөлөөгөөр устөрөгч, хүчилтөрөгчийн шүлтийн шүүлтүүр, устөрөгч, хүчилтөрөгчийн шүлтийн шүүлтүүр гэх мэтээр дамжин шингэн хөргөгч рүү шилжиж, дараа нь электролизийг үргэлжлүүлэхийн тулд электролизжуулагч руу буцаадаг.
Системийн даралтыг дараагийн процесс болон хадгалалтын шаардлагыг хангахын тулд даралтын хяналтын систем болон даралтын дифференциал хяналтын системээр дамжуулан тохируулдаг.
Усны электролизоор гаргаж авсан устөрөгч нь өндөр цэвэршилттэй, цөөн тооны хольцтой давуу талтай. Ихэвчлэн усны электролизоор гаргаж авсан устөрөгчийн хольц нь зөвхөн хүчилтөрөгч ба ус бөгөөд бусад бүрэлдэхүүн хэсэггүй байдаг (зарим катализаторын хордлогоос зайлсхийх боломжтой) нь өндөр цэвэршилттэй устөрөгч үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Цэвэршүүлсний дараа үүссэн хий нь электрон зэрэглэлийн аж үйлдвэрийн хийн үзүүлэлтэд хүрч чаддаг.
Устөрөгч үйлдвэрлэх төхөөрөмжөөс үүссэн устөрөгч нь системийн ажлын даралтыг тогтворжуулах, устөрөгч дэх чөлөөт усыг цаашид зайлуулахын тулд буфер саваар дамждаг.
Устөрөгч нь устөрөгчийн цэвэршүүлэх төхөөрөмжид орсны дараа усны электролизоор үүссэн устөрөгчийг цаашид цэвэршүүлж, каталитик урвал болон молекулын шигшүүрийн адсорбцийн зарчмыг ашиглан устөрөгч дэх хүчилтөрөгч, ус болон бусад хольцыг зайлуулна.
Тоног төхөөрөмж нь бодит нөхцөл байдалд тохируулан устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг автомат тохируулах системийг тохируулж болно. Хийн ачааллын өөрчлөлт нь устөрөгчийн хадгалах савны даралтын хэлбэлзэлд хүргэнэ. Хадгалах саванд суурилуулсан даралт дамжуулагч нь 4-20мА дохио гаргаж, PLC руу илгээнэ. Анхны тохируулсан утгыг харьцуулж, урвуу хувиргалт болон PID тооцооллыг хийсний дараа 20~4мА дохио гаргаж, Шулуутгагч шүүгээнд илгээж, электролизийн гүйдлийн хэмжээг тохируулж, улмаар устөрөгчийн ачааллын өөрчлөлтийн дагуу устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг автоматаар тохируулах зорилгод хүрнэ.
Шүлтлэг усны электролизийн устөрөгчийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж нь голчлон дараах системүүдийг агуулдаг.
(1) Түүхий эдийн усны систем
Усны электролизийн устөрөгч үйлдвэрлэх процесст урвалд ордог цорын ганц зүйл бол ус (H2O) бөгөөд үүнийг ус нөхөн сэргээх насосоор дамжуулан түүхий усаар тасралтгүй дүүргэх шаардлагатай. Ус нөхөн сэргээх байрлал нь устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгчийн тусгаарлагч дээр байрладаг. Үүнээс гадна, системээс гарахдаа бага хэмжээний устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг зайлуулах шаардлагатай. Чийгийн хэмжээ. Жижиг тоног төхөөрөмжийн усны хэрэглээ 1л/Нм³H2, том тоног төхөөрөмжийн усны хэрэглээг 0.9л/Нм³H2 хүртэл бууруулж болно. Систем нь түүхий усыг тасралтгүй дүүргэдэг. Ус нөхөн сэргээх замаар шүлтийн шингэний түвшин болон шүлтийн концентрацийн тогтвортой байдлыг хадгалж, урвалын уусмалыг цаг тухайд нь нөхөж, шүлтийн концентрацийг хадгалах боломжтой.
2) Трансформаторын шулуутгагч систем
Энэ систем нь голчлон хоёр төхөөрөмжөөс бүрдэнэ: трансформатор болон шулуутгагч шүүгээ. Үүний гол үүрэг нь урд талын эзэмшигчийн нийлүүлсэн 10/35KV хувьсах гүйдлийн хүчийг электролизерт шаардлагатай тогтмол гүйдлийн хүч болгон хувиргаж, электролизерт тогтмол гүйдлийн хүчийг нийлүүлэх явдал юм. Нийлүүлсэн эрчим хүчний нэг хэсэг нь усыг шууд задлахад ашиглагддаг. Молекулууд нь устөрөгч ба хүчилтөрөгч бөгөөд нөгөө хэсэг нь дулааныг үүсгэдэг бөгөөд үүнийг хөргөлтийн усаар дамжуулан шүлтлэг хөргөгчөөр ялгаруулдаг.
Трансформаторуудын ихэнх нь тосны төрлийнх байдаг. Хэрэв дотор эсвэл саванд байрлуулсан бол хуурай төрлийн трансформаторыг ашиглаж болно. Электролитийн усны устөрөгч үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжид ашигладаг трансформаторууд нь тусгай трансформаторууд бөгөөд электролизер бүрийн өгөгдөлд тохируулан тохируулах шаардлагатай тул тэдгээрийг захиалгаар хийсэн тоног төхөөрөмж юм.
(3) цахилгаан түгээх кабинетийн систем
Цахилгаан түгээх шүүгээ нь голчлон электролитийн усны устөрөгч үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжийн ард байрлах устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг ялгах, цэвэршүүлэх систем дэх мотортой янз бүрийн эд ангиудад 400В буюу ерөнхийдөө 380В гэгддэг тоног төхөөрөмжийг нийлүүлэхэд ашиглагддаг. Тоног төхөөрөмжид устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг ялгах хүрээнд шүлтийн эргэлт орно. Туслах систем дэх шахуурга, ус нөхөн сэргээх шахуурга; хатаах, цэвэршүүлэх систем дэх халаалтын утас, цэвэр усны машин, хөргөгч, агаарын компрессор, хөргөх цамхаг, арын устөрөгчийн компрессор, устөрөгчжүүлэгч машин болон бусад тоног төхөөрөмж зэрэг бүхэл системийн шаардлагатай туслах системүүд орно. Цахилгаан хангамжид мөн бүхэл бүтэн станцын гэрэлтүүлэг, хяналт болон бусад системийн цахилгаан хангамж багтана.
(4) хяналтын систем
Хяналтын систем нь PLC автомат удирдлагыг хэрэгжүүлдэг. PLC нь ерөнхийдөө Siemens 1200 эсвэл 1500 ашигладаг. Энэ нь хүн-компьютерийн харилцан үйлчлэлийн интерфэйстэй мэдрэгчтэй дэлгэцээр тоноглогдсон бөгөөд тоног төхөөрөмжийн систем бүрийн ажиллагаа, параметрийн дэлгэц болон хяналтын логикийг мэдрэгчтэй дэлгэц дээр харуулдаг.
5) Шүлтлэг эргэлтийн систем
Энэ систем нь голчлон дараах үндсэн тоног төхөөрөмжийг агуулдаг:
Устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн тусгаарлагч - шүлтийн эргэлтийн насос - хавхлага - шүлтийн шүүлтүүр - электролизатор
Үндсэн процесс нь: устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн ялгагч дахь устөрөгч болон хүчилтөрөгчтэй холилдсон шүлтийн шингэнийг хий-шингэн ялгагчаар ялгаж, дараа нь шүлтийн шингэний эргэлтийн насос руу буцаж урсдаг. Энд устөрөгчийн ялгагч болон хүчилтөрөгчийн ялгагч холбогдсон бөгөөд шүлтийн шингэний эргэлтийн насос нь буцах урсгалд орно. Шүлтийн шингэн нь арын хэсэгт байрлах хавхлага болон шүлтийн шингэний шүүлтүүр рүү эргэлддэг. Шүүлтүүр нь их хэмжээний хольцыг шүүсний дараа шүлтийн шингэн нь электролизерийн дотор талд эргэлддэг.
(6) Устөрөгчийн систем
Устөрөгч нь катодын электродын талаас үүсч, шүлтийн шингэний эргэлтийн системтэй хамт тусгаарлагч руу хүрдэг. Тусгаарлагч дотор устөрөгч нь харьцангуй хөнгөн тул шүлтийн шингэнээс байгалийн жамаар салж, тусгаарлагчийн дээд хэсэгт хүрч, дараа нь цаашдын ялгах, хөргөх зорилгоор дамжуулах хоолойгоор дамждаг. Ус хөргөсний дараа дусал баригч нь дуслыг барьж, ойролцоогоор 99% цэвэршилттэй болж, арын хатаах, цэвэршүүлэх системд хүрдэг.
Нүүлгэн шилжүүлэлт: Устөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлэх ажлыг голчлон асаах, унтраах, хэвийн бус ажиллагаа эсвэл цэвэршилтийн доголдол, алдаа гарсан тохиолдолд нүүлгэн шилжүүлэхэд ашигладаг.
(7) Хүчилтөрөгчийн систем
Хүчилтөрөгчийн зам нь устөрөгчийн замтай төстэй боловч өөр тусгаарлагч дотор байдаг.
Нүүлгэн шилжүүлэлт: Одоогийн байдлаар хүчилтөрөгчийн төслүүдийн ихэнхийг нүүлгэн шилжүүлэлтээр шийдвэрлэж байна.
Ашиглалт: Хүчилтөрөгчийн ашиглалтын үнэ цэнэ нь зөвхөн тусгай төслүүдэд л ач холбогдолтой байдаг, тухайлбал оптик шилэн үйлдвэрлэгчид гэх мэт устөрөгч болон өндөр цэвэршилттэй хүчилтөрөгчийг хоёуланг нь ашиглаж болох зарим хэрэглээний хувилбаруудад. Мөн хүчилтөрөгчийг ашиглах зайг нөөцөлсөн зарим томоохон төслүүд байдаг. Арын хэрэглээний хувилбарууд нь хатааж, цэвэршүүлсний дараа шингэн хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх эсвэл дисперсийн системээр дамжуулан эмнэлгийн хүчилтөрөгч ашиглах явдал юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр ашиглалтын хувилбаруудын боловсронгуй байдлыг хараахан тогтоогоогүй байна. Цаашдын баталгаажуулалт.
(8) хөргөлтийн усны систем
Усны электролизийн процесс нь эндотермик урвал юм. Устөрөгчийн үйлдвэрлэлийн процессыг цахилгаан эрчим хүчээр хангах ёстой. Гэсэн хэдий ч усны электролизийн процесст зарцуулсан цахилгаан энерги нь усны электролизийн урвалын онолын дулаан шингээлтээс давсан байдаг. Өөрөөр хэлбэл, электролизерийн ашигладаг цахилгаан эрчим хүчний нэг хэсэг нь дулаан болж хувирдаг. Энэ хэсэгт дулааныг голчлон шүлтийн эргэлтийн системийг халаахад ашигладаг бөгөөд ингэснээр шүлтийн уусмалын температур нь тоног төхөөрөмжид шаардлагатай 90±5°C температурын хязгаарт хүрдэг. Хэрэв электролизер нэрлэсэн температурт хүрсний дараа ажилласаар байвал үүссэн дулааныг ашиглах шаардлагатай. Электролизийн урвалын бүсийн хэвийн температурыг хадгалахын тулд хөргөлтийн ус гаргаж авдаг. Электролизийн урвалын бүсийн өндөр температур нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж болох боловч хэрэв температур хэт өндөр байвал электролизийн камерын мембран устаж, тоног төхөөрөмжийн урт хугацааны ажиллагаанд сөргөөр нөлөөлнө.
Энэ төхөөрөмж нь ажиллах температурыг 95°C-аас ихгүй байлгахыг шаарддаг. Үүнээс гадна, үүссэн устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг хөргөж, чийггүйжүүлэх шаардлагатай бөгөөд усаар хөргөдөг цахиурын удирдлагатай шулуутгагч төхөөрөмж нь шаардлагатай хөргөлтийн хоолойгоор тоноглогдсон байдаг.
Том тоног төхөөрөмжийн насосны их бие нь хөргөлтийн усны оролцоог шаарддаг.
(9) Азот дүүргэлт болон азот цэвэрлэх систем
Төхөөрөмжийг дибаг хийж ажиллуулахын өмнө агаарын битүүмжлэлийн туршилтын зорилгоор системийг азотоор дүүргэсэн байх ёстой. Ердийн асаахаас өмнө устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн хоёр талын хийн фазын орон зай дахь хий нь шатамхай болон тэсрэх аюултай бүсээс хол байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд системийн хийн фазыг азотоор цэвэрлэх шаардлагатай.
Тоног төхөөрөмжийг унтраасны дараа хяналтын систем нь даралтыг автоматаар хадгалж, систем дотор тодорхой хэмжээний устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг хадгална. Хэрэв тоног төхөөрөмжийг асаахад даралт хэвээр байвал цэвэрлэгээ хийх шаардлагагүй. Гэсэн хэдий ч бүх даралтыг арилгасан тохиолдолд дахин цэвэрлэх шаардлагатай болно. Азотын цэвэрлэгээний үйлдэл.
(10) Устөрөгч хатаах (цэвэршүүлэх) систем (заавал биш)
Усны электролизоос гаргаж авсан устөрөгчийг зэрэгцээ хатаагчаар чийггүйжүүлж, эцэст нь никель хоолойн шүүлтүүрээр тоосжуулж хуурай устөрөгч гарган авдаг. (Хэрэглэгчийн бүтээгдэхүүний устөрөгчийн шаардлагын дагуу системд цэвэршүүлэх төхөөрөмж нэмж болох бөгөөд цэвэршүүлэлтэд палладий-цагаан алтны биметалл каталитик исэлдэлтийг ашигладаг).
Усны электролизийн устөрөгч үйлдвэрлэх төхөөрөмжөөр үүссэн устөрөгчийг буфер саваар дамжуулан устөрөгчийг цэвэршүүлэх төхөөрөмж рүү илгээдэг.
Устөрөгч эхлээд хүчилтөрөгчгүйжүүлэх цамхагаар дамждаг. Катализаторын үйлчлэлээр устөрөгч дэх хүчилтөрөгч нь устөрөгчтэй урвалд орж ус үүсгэдэг.
Урвалын томъёо: 2H2+O2 2H2O.
Дараа нь устөрөгч нь устөрөгчийн конденсатороор дамжин өнгөрч (энэ нь хийг хөргөж, хийн дэх усны уурыг конденсацлаж ус үүсгэдэг бөгөөд конденсацлагдсан ус нь шингэн цуглуулагчаар дамжин системээс автоматаар гадагшилдаг) адсорбцийн цамхагт ордог.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 5-р сарын 14
