ЭлектролитийнустөрөгчҮйлдвэрлэлийн нэгж нь усны электролизийн бүрэн багцыг агуулдагустөрөгчүйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, үндсэн тоног төхөөрөмж нь дараахь зүйлийг агуулна.
1. Электролитийн эс
2. Хийн шингэн ялгах төхөөрөмж
3. Хатаах болон цэвэршүүлэх систем
4. Цахилгааны хэсэгт: трансформатор, шулуутгагч шүүгээ, PLC удирдлагын шүүгээ, багажны шүүгээ, түгээлтийн шүүгээ, дээд компьютер гэх мэт орно.
5. Туслах системд голчлон шүлтийн уусмалын сав, түүхий эдийн усны сав, нэмэлт усны насос, азотын цилиндр/шин гэх мэт орно. 6. Тоног төхөөрөмжийн ерөнхий туслах системд цэвэр усны машин, хөргөлтийн цамхаг, хөргөгч, агаарын компрессор гэх мэт орно.
устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн хөргөгч, усыг дуслын хавхаар цуглуулж, хяналтын системийн хяналтан дор илгээдэг; Электролит нь дамждагустөрөгчмөн хүчилтөрөгчийн шүлтийн шүүлтүүр, устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн шүлтийн хөргөгчийг тус тус эргэлтийн насосны үйлчлэлээр ялгаруулж, дараа нь цаашдын электролизийн зорилгоор электролитийн элемент рүү буцаана.
Системийн даралтыг даралтын хяналтын систем болон даралтын дифференциал хяналтын системээр зохицуулж, дараа дараагийн процесс болон хадгалалтын шаардлагыг хангадаг.
Усны электролизоор гаргаж авсан устөрөгч нь өндөр цэвэршилттэй, бага хольцтой гэсэн давуу талуудтай. Усны электролизоор гаргаж авсан устөрөгчийн хийн хольц нь ихэвчлэн зөвхөн хүчилтөрөгч ба ус байдаг бөгөөд бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд байдаггүй (тодорхой катализаторын хордлогоос зайлсхийх боломжтой). Энэ нь өндөр цэвэршилттэй устөрөгчийн хий үйлдвэрлэхэд тохиромжтой бөгөөд цэвэршүүлсэн хий нь электрон зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн хийн стандартыг хангаж чаддаг.
Устөрөгч үйлдвэрлэх нэгжийн үйлдвэрлэсэн устөрөгч нь системийн ажлын даралтыг тогтворжуулах, устөрөгчөөс чөлөөт усыг зайлуулахын тулд буфер саваар дамждаг.
Устөрөгч цэвэршүүлэх төхөөрөмжид орсны дараа усны электролизоор гаргаж авсан устөрөгчийг каталитик урвал болон молекулын шигшүүрийн адсорбцийн зарчмуудыг ашиглан устөрөгчөөс хүчилтөрөгч, ус болон бусад хольцыг зайлуулж, цаашид цэвэршүүлдэг.
Тоног төхөөрөмж нь бодит нөхцөл байдалд тохируулан устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг автоматаар тохируулах системийг тохируулж болно. Хийн ачааллын өөрчлөлт нь устөрөгчийн хадгалах савны даралтын хэлбэлзэлд хүргэнэ. Хадгалах саванд суурилуулсан даралт дамжуулагч нь анхны тохируулсан утгатай харьцуулахын тулд PLC руу 4-20мА дохио гаргаж, урвуу хувиргалт болон PID тооцооллын дараа электролизийн гүйдлийн хэмжээг тохируулахын тулд Шулуутгагч шүүгээнд 20-4мА дохио гаргаж, улмаар устөрөгчийн ачааллын өөрчлөлтийн дагуу устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг автоматаар тохируулах зорилгод хүрнэ.
Усны электролизоор устөрөгч үйлдвэрлэх процессын цорын ганц урвал бол ус (H2O) бөгөөд усыг нөхөн сэргээх шахуургаар дамжуулан түүхий усаар тасралтгүй хангах шаардлагатай. Нөхөн сэргээх байрлал нь устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгчийн тусгаарлагч дээр байрладаг. Үүнээс гадна, устөрөгч болон хүчилтөрөгч нь системээс гарахдаа бага хэмжээний усыг зайлуулах шаардлагатай. Усны хэрэглээ багатай тоног төхөөрөмж 1л/Нм³ H2 хэрэглэж болох бол том тоног төхөөрөмж үүнийг 0.9л/Нм³ H2 хүртэл бууруулж чаддаг. Систем нь түүхий усыг тасралтгүй нөхөж, шүлтлэг шингэний түвшин болон концентрацийн тогтвортой байдлыг хадгалж чаддаг. Мөн шүлтлэг уусмалын концентрацийг хадгалахын тулд урвалд орсон усыг цаг тухайд нь нөхөж чаддаг.
- Трансформаторын шулуутгагч систем
Энэ систем нь голчлон трансформатор болон шулуутгагч шүүгээ гэсэн хоёр төхөөрөмжөөс бүрдэнэ. Үүний гол үүрэг нь урд талын эзэмшигчийн нийлүүлсэн 10/35KV хувьсах гүйдлийн хүчийг электролитийн элементэд шаардлагатай тогтмол гүйдлийн хүч болгон хувиргаж, электролитийн элементэд тогтмол гүйдлийн хүчийг нийлүүлэх явдал юм. Нийлүүлсэн эрчим хүчний нэг хэсэг нь усны молекулуудыг устөрөгч болон хүчилтөрөгч болгон шууд задлахад ашиглагддаг бол нөгөө хэсэг нь дулаан үүсгэдэг бөгөөд үүнийг шүлтийн хөргөгч хөргөлтийн усаар дамжуулан явуулдаг.
Трансформаторуудын ихэнх нь тосны төрөл юм. Хэрэв дотор эсвэл саванд байрлуулсан бол хуурай төрлийн трансформаторыг ашиглаж болно. Электролитийн усны устөрөгч үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжид ашигладаг трансформаторууд нь электролитийн элемент бүрийн өгөгдөлд нийцүүлэн тохируулах шаардлагатай тусгай трансформаторууд тул тэдгээрийг захиалгаар хийсэн тоног төхөөрөмж юм.
Одоогийн байдлаар хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг шулуутгагч шүүгээ бол тиристорын төрөл бөгөөд удаан ашиглалтын хугацаа, өндөр тогтвортой байдал, хямд үнийн улмаас тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид дэмждэг. Гэсэн хэдий ч томоохон хэмжээний тоног төхөөрөмжийг урд талын сэргээгдэх эрчим хүч рүү тохируулах шаардлагатай байгаа тул тиристорын шулуутгагч шүүгээний хөрвүүлэлтийн үр ашиг харьцангуй бага байна. Одоогийн байдлаар янз бүрийн шулуутгагч шүүгээний үйлдвэрлэгчид шинэ IGBT шулуутгагч шүүгээг нэвтрүүлэхийг эрмэлзэж байна. IGBT нь салхин эрчим хүч зэрэг бусад салбарт аль хэдийн түгээмэл болсон бөгөөд IGBT шулуутгагч шүүгээ ирээдүйд мэдэгдэхүйц хөгжих болно гэж үзэж байна.
- Түгээлтийн шүүгээний систем
Түгээх шүүгээг голчлон 400В буюу ерөнхийдөө 380В гэж нэрлэгддэг тоног төхөөрөмж зэрэг электролитийн усны устөрөгч үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжийн ард байрлах устөрөгчийн хүчилтөрөгчийг ялгах, цэвэршүүлэх системийн мотортой янз бүрийн эд ангиудыг цахилгаанаар хангахад ашигладаг. Тоног төхөөрөмжид устөрөгчийн хүчилтөрөгчийг ялгах хүрээний шүлтийн эргэлтийн насос болон туслах систем дэх усны нөөцийн насос багтдаг; Хатаах, цэвэршүүлэх систем дэх халаалтын утаснуудын цахилгаан хангамж, мөн цэвэр усны машин, хөргөгч, агаарын компрессор, хөргөх цамхаг, арын устөрөгчийн компрессор, устөрөгчжүүлэгч машин гэх мэт бүхэл системд шаардлагатай туслах системүүд багтдаг бөгөөд мөн бүхэл станцын гэрэлтүүлэг, хяналт болон бусад системийн цахилгаан хангамжийг багтаадаг.
- Cтанилцуулгал систем
Хяналтын систем нь PLC автомат удирдлагыг хэрэгжүүлдэг. PLC нь ерөнхийдөө Siemens 1200 эсвэл 1500-г ашигладаг бөгөөд хүн-машин харилцан үйлчлэлийн мэдрэгчтэй дэлгэцтэй. Тоног төхөөрөмжийн систем бүрийн ажиллагаа, параметрийн дэлгэц, мөн хяналтын логикийг мэдрэгчтэй дэлгэц дээр харуулдаг.
5. Шүлтлэг уусмалын эргэлтийн систем
Энэ систем нь голчлон дараах үндсэн тоног төхөөрөмжийг агуулдаг:
Устөрөгчийн хүчилтөрөгчийн ялгагч – Шүлтлэг уусмалын эргэлтийн насос – Хавхлага – Шүлтлэг уусмалын шүүлтүүр – Электролитийн элемент
Үндсэн процесс нь дараах байдалтай байна: устөрөгчийн хүчилтөрөгчийн ялгагч дахь устөрөгч болон хүчилтөрөгчтэй холилдсон шүлтлэг уусмалыг хий-шингэн ялгагчаар ялгаж, шүлтлэг уусмалын эргэлтийн насос руу буцалгана. Устөрөгчийн ялгагч болон хүчилтөрөгчийн ялгагчийг энд холбосон бөгөөд шүлтлэг уусмалын эргэлтийн насос нь буцалгасан шүлтлэг уусмалыг хавхлага болон арын үзүүрт байрлах шүлтлэг уусмалын шүүлтүүр рүү эргүүлнэ. Шүүлтүүр нь их хэмжээний хольцыг шүүсний дараа шүлтлэг уусмалыг электролитийн элементийн дотор талд эргүүлнэ.
6. Устөрөгчийн систем
Устөрөгчийн хий нь катодын электродын талаас үүсч, шүлтлэг уусмалын эргэлтийн системтэй хамт тусгаарлагч руу хүрдэг. Тусгаарлагчийн дотор устөрөгчийн хий нь харьцангуй хөнгөн бөгөөд шүлтлэг уусмалаас байгалийн жамаар тусгаарлагдан, тусгаарлагчийн дээд хэсэгт хүрдэг. Дараа нь цаашдын ялгаруулалтад зориулж дамжуулах хоолойгоор дамжин хөргөлтийн усаар хөргөж, дуслын баригчаар цуглуулж, арын хатаах, цэвэршүүлэх системд хүрэхээс өмнө ойролцоогоор 99% цэвэршилттэй болдог.
Нүүлгэн шилжүүлэх: Устөрөгчийн хийг нүүлгэн шилжүүлэх ажлыг голчлон эхлүүлэх, зогсоох үед, хэвийн бус ажиллагаатай үед, эсвэл цэвэршилт нь стандартад нийцэхгүй үед, мөн алдааг олж засварлахад ашигладаг.
7. Хүчилтөрөгчийн систем
Хүчилтөрөгчийн зам нь устөрөгчийн замтай төстэй боловч өөр өөр тусгаарлагчаар явагддаг.
Хоосон болгох: Одоогоор ихэнх төслүүд хүчилтөрөгчийг хоослох аргыг ашиглаж байна.
Ашиглалт: Хүчилтөрөгчийн ашиглалтын үнэ цэнэ нь зөвхөн тусгай төслүүдэд, тухайлбал шилэн кабелийн үйлдвэрлэгчид гэх мэт устөрөгч болон өндөр цэвэршилттэй хүчилтөрөгчийг хоёуланг нь ашиглаж болох програмуудад л ач холбогдолтой байдаг. 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 үйлдвэрлэхэд зориулагдсан байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр ашиглалтын хувилбаруудын нарийвчлалыг цаашид баталгаажуулах шаардлагатай хэвээр байна.
8. Хөргөлтийн усны систем
Усны электролизийн процесс нь эндотермик урвал бөгөөд устөрөгч үйлдвэрлэх 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, электролизийн элементэд ашигласан цахилгааны нэг хэсэг нь дулаан болж хувирдаг бөгөөд энэ нь голчлон эхэндээ шүлтлэг уусмалын эргэлтийн системийг халаахад ашиглагддаг бөгөөд шүлтлэг уусмалын температурыг тоног төхөөрөмжийн шаардлагатай 90 ± 5 ℃ температурын хязгаарт хүргэдэг. Хэрэв электролизийн элемент нь нэрлэсэн температурт хүрсний дараа үргэлжлүүлэн ажиллавал электролизийн урвалын бүсийн хэвийн температурыг хадгалахын тулд үүссэн дулааныг хөргөх усаар хийх шаардлагатай. Электролизийн урвалын бүсийн өндөр температур нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж болох боловч хэрэв температур хэт өндөр байвал электролизийн камерын диафрагм гэмтэх бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн урт хугацааны ажиллагаанд сөргөөр нөлөөлнө.
Энэ төхөөрөмжийн оновчтой ажиллах температурыг 95 ℃-ээс хэтрэхгүй байлгах шаардлагатай. Үүнээс гадна үүссэн устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг хөргөх, чийггүйжүүлэх шаардлагатай бөгөөд усаар хөргөдөг тиристорын шулуутгагч төхөөрөмж нь шаардлагатай хөргөлтийн хоолойгоор тоноглогдсон.
Том тоног төхөөрөмжийн насосны их бие нь хөргөлтийн усны оролцоог шаарддаг.
- Азот дүүргэлт ба азот цэвэршүүлэх систем
Төхөөрөмжийг дибаг хийж, ажиллуулахаасаа өмнө систем дээр азотын нягтралын туршилт хийх шаардлагатай. Ердийн асаахаас өмнө устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн хоёр талын хийн фазын орон зайд байгаа хий нь шатамхай болон тэсрэх аюултай хязгаараас хол байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд системийн хийн фазыг азотоор цэвэрлэх шаардлагатай.
Тоног төхөөрөмжийг унтраасны дараа удирдлагын систем нь даралтыг автоматаар хадгалж, систем дотор тодорхой хэмжээний устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг хадгална. Хэрэв асаах үед даралт хэвээр байвал цэвэрлэх үйлдэл хийх шаардлагагүй. Гэсэн хэдий ч хэрэв даралт бүрэн буурсан бол азот цэвэрлэх үйлдлийг дахин хийх шаардлагатай.
- Устөрөгчийн хатаах (цэвэршүүлэх) систем (заавал биш)
Усны электролизоос бэлтгэсэн устөрөгчийн хийг зэрэгцээ хатаагчаар чийггүйжүүлж, эцэст нь никель хоолойн шүүлтүүрээр цэвэршүүлэн хуурай устөрөгчийн хий гаргаж авдаг. Бүтээгдэхүүний устөрөгчийн хэрэглэгчийн шаардлагын дагуу систем нь цэвэршүүлэх төхөөрөмж нэмж болох бөгөөд энэ нь цэвэршүүлэхэд палладийн цагаан алтны биметалл каталитик хүчилтөрөгчгүйжүүлэлтийг ашигладаг.
Усны электролизийн устөрөгч үйлдвэрлэх нэгжээс гаргаж авсан устөрөгчийг буфер саваар дамжуулан устөрөгчийн цэвэршүүлэх нэгж рүү илгээдэг.
Устөрөгчийн хий эхлээд хүчилтөрөгчгүйжүүлэх цамхагаар дамжин өнгөрч, катализаторын үйлчлэлээр устөрөгчийн хийн хүчилтөрөгч нь устөрөгчийн хийтэй урвалд орж ус үүсгэдэг.
Урвалын томъёо: 2H2+O2 2H2O.
Дараа нь устөрөгчийн хий нь устөрөгчийн конденсатороор дамжин өнгөрч (энэ нь хийг хөргөж, усны уурыг ус болгон конденсацладаг бөгөөд энэ нь коллектороор дамжуулан системийн гадна автоматаар гадагшлагддаг) адсорбцийн цамхагт ордог.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 12-р сарын 3
