Rafgreiningartækiðvetniframleiðslueiningin inniheldur fullkomið sett af vatnsrafgreininguvetniframleiðslutæki, þar sem aðalbúnaðurinn inniheldur:
1. Rafgreiningarfrumur
2. Tæki til að aðskilja gas og vökva
3. Þurrkunar- og hreinsunarkerfi
4. Rafmagnshlutinn inniheldur: spenni, jafnriðilsskáp, PLC stjórnskáp, mæliskáp, dreifiskáp, efri tölvu o.s.frv.
5. Hjálparkerfið inniheldur aðallega: tank fyrir basíska lausn, vatnstank fyrir hráefni, vatnsdælu fyrir viðbót, köfnunarefnisstrokka/straumteina o.s.frv. 6. Heildarhjálparkerfi búnaðarins inniheldur: hreint vatnsvél, kæliturn, kæli, loftþjöppu o.s.frv.
vetnis- og súrefniskælir, og vatnið er safnað með dropafellu áður en það er sent út undir stjórn stjórnkerfisins; Rafvökvinn fer í gegnumvetniog súrefnis-alkalísíur, vetnis- og súrefnis-alkalísíur, talið í sömu röð, undir áhrifum hringrásardælunnar, og fer síðan aftur í rafgreiningarfrumuna til frekari rafgreiningar.
Þrýstingur kerfisins er stjórnaður af þrýstistýringarkerfi og mismunadrýstistýringarkerfi til að uppfylla kröfur niðurstreymisferla og geymslu.
Vetnið sem framleitt er með vatnsrafgreiningu hefur þá kosti að vera mjög hreint og óhreinindin eru lítil. Venjulega eru óhreinindin í vetnisgasinu sem framleitt er með vatnsrafgreiningu eingöngu súrefni og vatn, án annarra efnisþátta (sem geta komið í veg fyrir eitrun ákveðinna hvata). Þetta auðveldar framleiðslu á mjög hreinu vetnisgasi og hreinsaða gasið getur uppfyllt staðla fyrir iðnaðargas af rafeindatækni.
Vetnið sem framleitt er af vetnisframleiðslueiningunni fer í gegnum stuðpúðatank til að stöðuga vinnuþrýsting kerfisins og fjarlægja frekar frítt vatn úr vetninu.
Eftir að vetnið hefur farið inn í vetnishreinsitækið er það hreinsað frekar með því að nota hvataviðbrögð og sameindasigtisaðsog til að fjarlægja súrefni, vatn og önnur óhreinindi úr vetninu.
Búnaðurinn getur sett upp sjálfvirkt aðlögunarkerfi fyrir vetnisframleiðslu í samræmi við raunverulegar aðstæður. Breytingar á gasálagi valda sveiflum í þrýstingi vetnisgeymslutanksins. Þrýstimælirinn sem er uppsettur á geymslutankinum sendir 4-20mA merki til PLC-stýrikerfisins til samanburðar við upphaflegt stillt gildi og eftir öfuga umbreytingu og PID-útreikning sendir 20-4mA merki til jafnriðilsskápsins til að stilla stærð rafgreiningarstraumsins og þannig náð markmiðinu um sjálfvirka aðlögun vetnisframleiðslu í samræmi við breytingar á vetnisálagi.
Eina viðbrögðin í vetnisframleiðsluferlinu með vatnsrafgreiningu eru vatn (H2O), sem þarf stöðugt að fá með hrávatni í gegnum vatnsáfyllingardælu. Áfyllingarstaðurinn er staðsettur á vetnis- eða súrefnisskiljunni. Að auki þurfa vetni og súrefni að taka burt lítið magn af vatni þegar þau fara úr kerfinu. Búnaður með litla vatnsnotkun getur notað 1L/Nm³ H2, en stærri búnaður getur minnkað hana niður í 0,9L/Nm³ H2. Kerfið bætir stöðugt við hrávatni, sem getur viðhaldið stöðugleika á basísku vökvastigi og styrk. Það getur einnig bætt við hvarfað vatn tímanlega til að viðhalda styrk basísku lausnarinnar.
- Spennubreytirkerfi
Þetta kerfi samanstendur aðallega af tveimur tækjum, spenni og jafnriðilsskáp. Helsta hlutverk þess er að breyta 10/35KV riðstraumi frá eiganda framhliðar í jafnstraum sem rafgreiningarsellan þarfnast og veita jafnstraum til rafgreiningarsellunnar. Hluti af tilteknu afli er notaður til að brjóta niður vatnssameindir beint í vetni og súrefni, og hinn hlutinn framleiðir hita, sem basísk kælir ber með sér í gegnum kælivatn.
Flestir spennubreytar eru olíubreytir. Ef þeir eru settir innandyra eða í íláti er hægt að nota þurrbreyta. Spennubreytarnir sem notaðir eru í rafgreiningarbúnaði fyrir vatn og vetni eru sérstakir spennubreytar sem þarf að aðlaga að gögnum hverrar rafgreiningarfrumu, þannig að þeir eru sérsniðnir búnaður.
Eins og er er algengasta afriðilsskápurinn af gerðinni þýristor, sem framleiðendur búnaðar styðja vegna langs notkunartíma, mikils stöðugleika og lágs verðs. Hins vegar, vegna þess að þörf er á að aðlaga stóran búnað að endurnýjanlegri orku, er umbreytingarnýtni þýristor-afriðilsskápa tiltölulega lág. Eins og er eru ýmsir framleiðendur afriðilsskápa að leitast við að taka upp nýja IGBT-afriðilsskápa. IGBT er þegar mjög algengt í öðrum atvinnugreinum eins og vindorku, og talið er að IGBT-afriðilsskápar muni þróast verulega í framtíðinni.
- Dreifiskápakerfi
Dreifiskápurinn er aðallega notaður til að útvega afl til ýmissa íhluta með mótorum í vetnis- og súrefnisaðskilnaðar- og hreinsunarkerfinu á bak við rafgreiningarvatnsframleiðslubúnaðinn, þar á meðal 400V eða almennt kallaður 380V búnaður. Búnaðurinn inniheldur basa-hringrásardælu í vetnis- og súrefnisaðskilnaðarkerfinu og viðbótarvatnsdælu í hjálparkerfinu; Aflgjafinn fyrir hitunarvírana í þurrkunar- og hreinsunarkerfinu, sem og hjálparkerfin sem krafist er fyrir allt kerfið, svo sem hreinvatnsvélar, kælivélar, loftþjöppur, kæliturna og bakenda vetnisþjöppur, vetnismyndunarvélar o.s.frv., inniheldur einnig aflgjafa fyrir lýsingu, eftirlit og önnur kerfi allrar stöðvarinnar.
- Cóvæntl kerfið
Stýrikerfið notar sjálfvirka PLC-stýringu. PLC-stýringin notar almennt Siemens 1200 eða 1500 og er búin snertiskjá fyrir samskipti milli manna og véla. Sýning á notkun og breytum hvers kerfis búnaðarins, sem og birting stjórnrökfræði, fer fram á snertiskjánum.
5. Hringrásarkerfi fyrir basískar lausnir
Þetta kerfi inniheldur aðallega eftirfarandi aðalbúnað:
Vetnis-súrefnisskiljari – Hringrásardæla fyrir basíska lausn – Loki – Sía fyrir basíska lausn – Rafgreiningarfrumu
Helsta ferlið er sem hér segir: basíska lausnin, blönduð vetni og súrefni í vetnis- og súrefnisskiljunni, er aðskilin með gas-vökvaskiljunni og send með bakflæði til dælu fyrir basíska lausnina. Vetnisskiljan og súrefnisskiljan eru tengd hér og dæla fyrir basíska lausnina sendir bakflæðisbasíska lausnina í lokann og síuna fyrir basíska lausnina aftast. Eftir að sían hefur síað út stór óhreinindi er basíska lausnin dreifð inn í rafgreiningarhólfið.
6. Vetniskerfi
Vetnisgas myndast frá hlið katóðu rafskautsins og nær aðskiljunni ásamt hringrásarkerfi basísku lausnarinnar. Inni í aðskiljunni er vetnisgasið tiltölulega létt og aðskilið náttúrulega frá basísku lausninni og nær efri hluta aðskiljunnar. Síðan fer það í gegnum leiðslur til frekari aðskilnaðar, kælt með kælivatni og safnað með dropasöfnunartæki til að ná um 99% hreinleika áður en það nær afturenda þurrkunar- og hreinsunarkerfisins.
Lofttæming: Lofttæming vetnisgass er aðallega notuð við gangsetningu og stöðvun, óeðlilega notkun eða þegar hreinleiki uppfyllir ekki staðla, sem og til bilanaleitar.
7. Súrefniskerfi
Ferill súrefnis er svipaður og vetnis, nema hvað hann fer fram í mismunandi aðskiljum.
Tæming: Eins og er nota flest verkefni aðferðina að tæma súrefni.
Nýting: Nýtingargildi súrefnis hefur aðeins þýðingu í sérstökum verkefnum, svo sem í verkefnum sem geta notað bæði vetni og hreint súrefni, eins og hjá framleiðendum ljósleiðara. Það eru einnig nokkur stór verkefni sem hafa frátekið pláss fyrir nýtingu súrefnis. Bakhliðarverkefni eru til framleiðslu á fljótandi súrefni eftir þurrkun og hreinsun, eða fyrir læknisfræðilegt súrefni í gegnum dreifikerfi. Hins vegar þarf nákvæmni þessara nýtingarsviðsmynda enn frekari staðfestingar.
8. Kælivatnskerfi
Rafgreiningarferli vatns er hitaleiðni og vetnisframleiðsluferlið verður að fá raforku. Hins vegar fer raforkan sem notuð er í vatnsrafgreiningarferlinu yfir fræðilega varmaupptöku vatnsrafgreiningarviðbragðsins. Með öðrum orðum er hluti af rafmagninu sem notað er í rafgreiningarklefanum breytt í varma, sem er aðallega notaður til að hita upp hringrásarkerfið fyrir basíska lausnina í upphafi, sem hækkar hitastig basísku lausnarinnar í nauðsynlegt hitastig, 90 ± 5 ℃ fyrir búnaðinn. Ef rafgreiningarklefinn heldur áfram að starfa eftir að hann hefur náð tilgreindum hita þarf að flytja framleiddan hita með því að kæla vatnið til að viðhalda eðlilegu hitastigi rafgreiningarviðbragðssvæðisins. Hátt hitastig í rafgreiningarviðbragðssvæðinu getur dregið úr orkunotkun, en ef hitastigið er of hátt mun himna rafgreiningarklefans skemmast, sem mun einnig hafa skaðleg áhrif á langtímanotkun búnaðarins.
Kjörhitastig fyrir þetta tæki er að vera ekki hærra en 95°C. Þar að auki þarf að kæla og rakahreinsa myndað vetni og súrefni og vatnskælda þýristor-riðleiðarinn er einnig búinn nauðsynlegum kælilögnum.
Dæluhús stórra búnaðar krefst einnig þátttöku kælivatns.
- Köfnunarefnisfylling og köfnunarefnishreinsunarkerfi
Áður en tækið er kembt og notað skal framkvæma köfnunarefnisþéttleikapróf á kerfinu. Áður en eðlileg gangsetning er framkvæmd er einnig nauðsynlegt að hreinsa gasfasa kerfisins með köfnunarefni til að tryggja að gasið í gasfasarýminu báðum megin við vetni og súrefni sé fjarri eldfimum og sprengifimum sviðum.
Eftir að búnaðurinn hefur verið slökktur mun stjórnkerfið sjálfkrafa viðhalda þrýstingi og halda ákveðnu magni af vetni og súrefni inni í kerfinu. Ef þrýstingurinn er enn til staðar við gangsetningu er ekki þörf á að framkvæma hreinsun. Hins vegar, ef þrýstingurinn er alveg léttir, þarf að framkvæma köfnunarefnishreinsun aftur.
- Vetnisþurrkunarkerfi (hreinsunarkerfi) (valfrjálst)
Vetnisgasið sem framleitt er með vatnsrafgreiningu er rakahreinsað með samhliða þurrkara og að lokum hreinsað með sinteruðu nikkelrörsíu til að fá þurrt vetnisgas. Samkvæmt kröfum notandans um vetnisafurðina getur kerfið bætt við hreinsunarbúnaði sem notar tvímálm hvataða súrefniseyðingu úr palladíum og platínu til hreinsunar.
Vetnið sem framleitt er í vetnisframleiðslueiningunni með vatnsrafgreiningu er sent í vetnishreinsunareininguna í gegnum stuðpúðatank.
Vetnisgasið fer fyrst í gegnum súrefnishreinsunarturn og undir áhrifum hvata hvarfast súrefnið í vetnisgasinu við vetnisgasið til að mynda vatn.
Hvarfformúla: 2H2+O2 · 2H2O.
Síðan fer vetnisgasið í gegnum vetnisþétti (sem kælir gasið til að þétta vatnsgufu í vatn, sem er sjálfkrafa losað út úr kerfinu í gegnum safnara) og inn í aðsogsturninn.
Birtingartími: 3. des. 2024
