전기 분해 수소 생산 장치에는 물 전기 분해 수소 생산 장비의 완전한 세트가 포함됩니다. 주요 장비는 다음과 같습니다.
1. 전해조
2. 기액분리장치
3. 건조 및 정화 시스템
4. 전기 부품에는 변압기, 정류기 캐비닛, PLC 프로그램 제어 캐비닛, 계측기 캐비닛, 배전 캐비닛, 호스트 컴퓨터 등이 포함됩니다.
5. 보조 시스템에는 주로 알칼리 탱크, 원료 물 탱크, 급수 펌프, 질소 병/버스 바 등이 포함됩니다.
6. 장비의 전체 보조 시스템에는 순수 기계, 냉각수 타워, 냉각기, 공기 압축기 등이 포함됩니다.
전해수소 생산 장치에서 물은 직류의 작용으로 전해조에서 수소의 한 부분과 산소의 1/2로 분해됩니다. 생성된 수소와 산소는 전해질과 함께 기액 분리기로 보내져 분리됩니다. 수소와 산소는 수소와 산소 냉각기에 의해 냉각되고, 드롭 캐처는 물을 잡아 제거한 다음 제어 시스템의 제어하에 보내집니다. 전해질은 순환 펌프의 작용에 따라 수소, 산소 알칼리 필터, 수소, 산소 알칼리 필터 등을 통과합니다. 액체 냉각기로 이동한 다음 전해조로 돌아가 전기분해를 계속합니다.
시스템의 압력은 압력 제어 시스템과 차압 제어 시스템을 통해 조정되어 후속 공정 및 보관 요구 사항을 충족합니다.
물을 전기분해하여 생산된 수소는 순도가 높고 불순물이 적은 장점이 있습니다. 일반적으로 물 전기분해로 생성된 수소의 불순물은 산소와 물뿐이며 다른 성분(일부 촉매의 피독을 방지할 수 있음)이 없어 고순도 수소를 생산하는 데 편리합니다. , 정화 후 생성된 가스는 전자 등급 산업용 가스의 지표에 도달할 수 있습니다.
수소제조장치에서 생산된 수소는 완충탱크를 통과하여 시스템의 작동압력을 안정시키고, 나아가 수소 중의 자유수(free water)를 제거한다.
수소가 수소 정화 장치에 들어간 후, 물 전기 분해에 의해 생성된 수소는 더욱 정제되고, 촉매 반응 및 분자체 흡착 원리를 사용하여 수소에 포함된 산소, 물 및 기타 불순물이 제거됩니다.
이 장비는 실제 상황에 따라 수소 생산을 위한 자동 조정 시스템을 설정할 수 있습니다. 가스 부하의 변화는 수소 저장 탱크의 압력 변동을 유발합니다. 저장탱크에 설치된 압력트랜스미터는 4~20mA 신호를 출력하여 PLC로 전송하고, 원래 설정값을 비교하여 역변환 및 PID 계산을 수행한 후 20~4mA 신호가 출력되어 정류 캐비닛으로 전송됩니다. 전기 분해 전류의 크기를 조정하여 수소 부하 변화에 따라 수소 생산을 자동으로 조정하는 목적을 달성합니다.
알칼리수 전기분해 수소 생산 장비는 주로 다음 시스템을 포함합니다.
(1)원료 수계
물 전기분해 수소 제조 공정에서 반응하는 것은 물(H2O)뿐인데, 물 보충 펌프를 통해 지속적으로 원수를 보충해야 합니다. 물 보충 위치는 수소 또는 산소 분리기에 있습니다. 또한 시스템을 떠날 때 소량의 수소와 산소를 제거해야 합니다. 수분의. 소형 장비의 물 소비량은 1L/Nm3H2이고, 대형 장비의 물 소비량은 0.9L/Nm3H2로 줄일 수 있습니다. 시스템은 지속적으로 원수를 보충합니다. 물 보충을 통해 알칼리 액위 및 알칼리 농도의 안정성을 유지할 수 있으며 반응 용액을 적시에 보충할 수 있습니다. 잿물의 농도를 유지하기 위해 물을 붓는다.
2) 변압기 정류기 시스템
이 시스템은 주로 변압기와 정류기 캐비닛의 두 가지 장치로 구성됩니다. 주요 기능은 프런트 엔드 소유자가 제공하는 10/35KV AC 전력을 전해조에 필요한 DC 전력으로 변환하고 전해조에 DC 전력을 공급하는 것입니다. 공급된 전력의 일부는 물을 직접 분해하는 데 사용됩니다. 분자는 수소와 산소이고, 나머지 부분은 열을 발생시키며, 이 열은 냉각수를 통해 가성소다 냉각기에 의해 빠져나가게 됩니다.
대부분의 변압기는 오일형입니다. 실내 또는 컨테이너 내부에 배치하는 경우 건식 변압기를 사용할 수 있습니다. 전해수수소제조설비에 사용되는 변압기는 특수변압기로서 각 전해조의 데이터에 따라 매칭이 필요하므로 맞춤형 장비이다.
(3) 배전 캐비닛 시스템
배전 캐비닛은 주로 전해수 수소 생산 장비 뒤에 있는 수소 및 산소 분리 및 정화 시스템의 모터가 있는 다양한 구성 요소에 400V 또는 일반적으로 380V 장비로 알려진 것을 공급하는 데 사용됩니다. 이 장비에는 수소 및 산소 분리 프레임워크의 알칼리 순환이 포함됩니다. 보조 시스템의 펌프, 물 보충 펌프; 건조 및 정화 시스템의 전열선, 순수 기계, 냉각기, 공기 압축기, 냉각탑, 후단 수소 압축기, 수소화 기계 및 기타 장비와 같은 전체 시스템에 필요한 보조 시스템 전원 공급 장치에는 다음과 같은 전원 공급 장치도 포함됩니다. 전체 스테이션의 조명, 모니터링 및 기타 시스템.
(4) 제어 시스템
제어 시스템은 PLC 자동 제어를 구현합니다. PLC는 일반적으로 Siemens 1200 또는 1500을 사용합니다. 인간-컴퓨터 상호 작용 인터페이스 터치 스크린이 장착되어 있으며 장비의 각 시스템의 작동 및 매개 변수 표시와 제어 논리 표시가 터치 스크린에서 실현됩니다.
5)알칼리 순환 시스템
이 시스템에는 주로 다음과 같은 주요 장비가 포함됩니다.
수소 및 산소 분리기 - 알칼리 순환 펌프 - 밸브 - 알칼리 필터 - 전해조
주요 공정은 수소와 산소 분리기에서 수소와 산소가 혼합된 알칼리 액체가 기액 분리기에 의해 분리된 후 알칼리 액체 순환 펌프로 다시 흐르는 것입니다. 여기에 수소 분리기와 산소 분리기가 연결되고 알칼리 액체 순환 펌프가 환류됩니다. 알칼리액은 후단의 밸브와 알칼리액 필터로 순환됩니다. 필터가 큰 불순물을 걸러낸 후 알칼리액은 전해조 내부로 순환합니다.
(6)수소 시스템
수소는 음극 전극 측에서 생성되어 알칼리액 순환계를 따라 분리막에 도달합니다. 분리기에서는 수소 자체가 상대적으로 가볍기 때문에 자연스럽게 알칼리 액체와 분리되어 분리기 상부에 도달한 후 파이프라인을 통과하여 추가 분리 및 냉각됩니다. 수냉 후 드롭캐처는 방울을 포착하여 약 99%의 순도에 도달하며 이는 후단 건조 및 정제 시스템에 도달합니다.
배기: 수소 배기는 주로 시동 및 정지 시 배기, 비정상 작동 또는 순도 불량, 결함 배기에 사용됩니다.
(7) 산소 시스템
산소의 경로는 수소의 경로와 유사하지만 분리기가 다릅니다.
대피: 현재 대부분의 산소 프로젝트는 대피로 처리됩니다.
활용도: 산소 활용 가치는 광섬유 제조업체와 같이 수소와 고순도 산소를 모두 사용할 수 있는 일부 응용 시나리오와 같은 특수 프로젝트에서만 의미가 있습니다. 산소 활용을 위한 공간을 확보한 대규모 프로젝트도 있습니다. 백엔드 적용 시나리오는 건조 및 정제 후 액체 산소를 생산하거나 분산 시스템을 통해 의료용 산소를 사용하는 것입니다. 그러나 이러한 활용 시나리오의 개선은 아직 결정되지 않았습니다. 추가 확인.
(8) 냉각수 시스템
물의 전기분해 과정은 흡열반응이다. 수소생산 과정에는 전기에너지가 공급되어야 한다. 그러나 물 전기분해 과정에서 소비되는 전기에너지는 물 전기분해 반응의 이론적인 열흡수량을 초과한다. 즉, 전해조에서 사용되는 전기의 일부가 열로 변환됩니다. 이 부분의 열은 처음에 알칼리 순환 시스템을 가열하는 데 주로 사용되므로 알칼리 용액의 온도는 장비에서 요구하는 90±5°C 온도 범위로 상승합니다. 정격 온도에 도달한 후에도 전해조가 계속 작동하려면 발생된 열을 사용해야 합니다. 냉각수를 꺼내어 전기분해 반응부의 정상 온도를 유지합니다. 전기분해 반응 구역의 온도가 높으면 에너지 소비를 줄일 수 있지만 온도가 너무 높으면 전기분해 챔버의 막이 파괴되어 장비의 장기간 작동에도 해로울 수 있습니다.
이 장치는 작동 온도가 95°C 이하로 유지되어야 합니다. 또한 생성된 수소와 산소도 냉각 및 제습되어야 하며 수냉식 실리콘 제어 정류기 장치에도 필요한 냉각 파이프라인이 장착되어 있습니다.
대형 장비의 펌프 본체에도 냉각수의 참여가 필요합니다.
(9) 질소 충진 및 질소 퍼지 시스템
장치를 디버깅하고 작동하기 전에 기밀 테스트를 위해 시스템에 질소를 채워야 합니다. 정상적인 시동 전에 시스템의 기상도 질소로 퍼지되어 수소와 산소 양쪽의 기상 공간에 있는 가스가 인화성 및 폭발성 범위에서 벗어나도록 해야 합니다.
장비가 정지된 후 제어 시스템은 자동으로 압력을 유지하고 시스템 내부에 일정량의 수소와 산소를 유지합니다. 장비를 켰을 때 여전히 압력이 발견되면 퍼지를 수행할 필요가 없습니다. 그러나 모든 압력이 제거되면 다시 퍼지해야 합니다. 질소 퍼지 동작.
(10) 수소 건조(정제) 시스템(옵션)
물 전기분해로 생산된 수소는 병렬식 건조기로 제습한 후, 최종적으로 소결 니켈관 필터로 먼지를 제거해 건조수소를 얻는다. (제품 수소에 대한 사용자 요구 사항에 따라 시스템은 정화 장치를 추가할 수 있으며 정화는 팔라듐-백금 이중금속 촉매 탈산소를 사용합니다.)
물전기분해 수소제조장치에서 생산된 수소는 버퍼탱크를 거쳐 수소정화장치로 보내진다.
수소는 먼저 탈산소탑을 통과합니다. 촉매의 작용으로 수소 속의 산소가 수소와 반응하여 물을 생성합니다.
반응식: 2H2+O2 2H2O.
이후, 수소는 수소응축기(가스를 냉각시켜 가스 중의 수증기를 응축시켜 물을 생성하고, 응축된 물은 액체수집기를 통해 시스템 외부로 자동 배출됨)를 통과하여 흡착탑으로 유입됩니다.
게시 시간: 2024년 5월 14일
