Giới thiệu về hệ thống nước điện phân kiềm

(3) hệ thống tủ phân phối điện
Tủ phân phối điện chủ yếu được sử dụng để cung cấp điện 400V hoặc thường được gọi là 380V cho các thiết bị khác nhau có động cơ trong hệ thống tách và tinh chế hydro và oxy phía sau thiết bị sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân. Các thiết bị bao gồm hệ thống tuần hoàn kiềm trong khung tách hydro và oxy; máy bơm, máy bơm bổ sung nước trong các hệ thống phụ trợ; dây gia nhiệt trong hệ thống sấy và tinh chế, và các hệ thống phụ trợ cần thiết cho toàn bộ hệ thống, chẳng hạn như máy nước tinh khiết, máy làm lạnh, máy nén khí, tháp giải nhiệt, và máy nén hydro phía sau, máy hydro hóa và các thiết bị khác. Việc cung cấp điện cũng bao gồm cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng, giám sát và các hệ thống khác của toàn bộ trạm.
(4) hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển thực hiện điều khiển tự động PLC. PLC thường sử dụng loại Siemens 1200 hoặc 1500. Nó được trang bị màn hình cảm ứng giao diện tương tác người-máy, và việc hiển thị hoạt động và thông số của từng hệ thống thiết bị cũng như hiển thị logic điều khiển được thực hiện trên màn hình cảm ứng.
5) Hệ thống tuần hoàn kiềm
Hệ thống này chủ yếu bao gồm các thiết bị chính sau:
Bộ tách hydro và oxy - bơm tuần hoàn kiềm - van - bộ lọc kiềm - máy điện phân
Quy trình chính như sau: dung dịch kiềm trộn với hydro và oxy trong bộ tách hydro và oxy được tách ra bởi bộ tách khí-lỏng và sau đó chảy ngược trở lại bơm tuần hoàn dung dịch kiềm. Tại đây, bộ tách hydro và bộ tách oxy được nối với nhau, và bơm tuần hoàn dung dịch kiềm sẽ thực hiện quá trình hồi lưu. Dung dịch kiềm tuần hoàn đến van và bộ lọc dung dịch kiềm ở phía cuối. Sau khi bộ lọc loại bỏ các tạp chất lớn, dung dịch kiềm tuần hoàn vào bên trong thiết bị điện phân.
(6)Hệ thống hydro
Hydro được tạo ra từ phía điện cực catốt và đi đến bộ tách cùng với hệ thống tuần hoàn dung dịch kiềm. Trong bộ tách, vì bản thân hydro khá nhẹ nên nó sẽ tự nhiên tách khỏi dung dịch kiềm và đi đến phần trên của bộ tách, sau đó đi qua đường ống để tiếp tục tách và làm mát. Sau khi làm mát bằng nước, bộ thu giọt sẽ thu gom các giọt và đạt được độ tinh khiết khoảng 99%, sau đó đi đến hệ thống sấy khô và tinh chế ở giai đoạn cuối.
Hút chân không: Việc hút chân không hydro chủ yếu được sử dụng để hút chân không trong quá trình khởi động và tắt máy, vận hành bất thường hoặc sự cố về độ tinh khiết, và hút chân không khi xảy ra lỗi.
(7) Hệ thống oxy
Đường đi của oxy tương tự như đường đi của hydro, nhưng trong một bộ phận tách khác.
Sơ tán: Hiện nay, hầu hết các dự án cung cấp oxy đều được thực hiện bằng phương pháp sơ tán.
Khả năng sử dụng: Giá trị sử dụng của oxy chỉ có ý nghĩa trong các dự án đặc biệt, chẳng hạn như một số kịch bản ứng dụng có thể sử dụng cả hydro và oxy tinh khiết cao, ví dụ như các nhà sản xuất sợi quang. Cũng có một số dự án lớn đã dành riêng không gian cho việc sử dụng oxy. Các kịch bản ứng dụng ở khâu cuối là sản xuất oxy lỏng sau khi sấy khô và tinh chế, hoặc sử dụng oxy y tế thông qua hệ thống phân tán. Tuy nhiên, việc hoàn thiện các kịch bản sử dụng này vẫn cần được xác định thêm.
(8) hệ thống nước làm mát
Quá trình điện phân nước là một phản ứng thu nhiệt. Quá trình sản xuất hydro cần được cung cấp năng lượng điện. Tuy nhiên, năng lượng điện tiêu thụ trong quá trình điện phân nước vượt quá lượng nhiệt hấp thụ lý thuyết của phản ứng điện phân nước. Điều đó có nghĩa là, một phần điện năng được sử dụng bởi thiết bị điện phân được chuyển hóa thành nhiệt. Phần nhiệt này chủ yếu được sử dụng để làm nóng hệ thống tuần hoàn kiềm ở giai đoạn đầu, để nhiệt độ của dung dịch kiềm tăng lên đến phạm vi nhiệt độ 90±5°C theo yêu cầu của thiết bị. Nếu thiết bị điện phân tiếp tục hoạt động sau khi đạt đến nhiệt độ định mức, nhiệt lượng sinh ra cần được sử dụng. Nước làm mát được đưa ra để duy trì nhiệt độ bình thường của vùng phản ứng điện phân. Nhiệt độ cao trong vùng phản ứng điện phân có thể giảm tiêu thụ năng lượng, nhưng nếu nhiệt độ quá cao, màng của buồng điện phân sẽ bị phá hủy, điều này cũng sẽ gây bất lợi cho hoạt động lâu dài của thiết bị.
Thiết bị này yêu cầu nhiệt độ hoạt động phải được duy trì ở mức không quá 95°C. Ngoài ra, khí hydro và oxy được tạo ra cũng phải được làm mát và khử ẩm, và thiết bị chỉnh lưu điều khiển bằng silicon làm mát bằng nước cũng được trang bị các đường ống làm mát cần thiết.
Thân bơm của các thiết bị lớn cũng cần có sự tham gia của nước làm mát.
(9) Hệ thống nạp nitơ và xả nitơ
Trước khi gỡ lỗi và vận hành thiết bị, hệ thống phải được nạp khí nitơ để kiểm tra độ kín khí. Trước khi khởi động bình thường, pha khí của hệ thống cũng cần được sục khí nitơ để đảm bảo rằng khí trong không gian pha khí ở cả hai phía của hydro và oxy nằm ngoài phạm vi dễ cháy nổ.
Sau khi thiết bị tắt, hệ thống điều khiển sẽ tự động duy trì áp suất và giữ lại một lượng hydro và oxy nhất định bên trong hệ thống. Nếu khi bật thiết bị vẫn còn áp suất, không cần thực hiện quá trình xả khí. Tuy nhiên, nếu toàn bộ áp suất bị mất, cần phải thực hiện xả khí lại. Quá trình xả khí bằng nitơ.
(10) Hệ thống sấy khô (tinh chế) hydro (tùy chọn)
Hydro được tạo ra từ quá trình điện phân nước được khử ẩm bằng máy sấy song song, và cuối cùng được lọc bằng bộ lọc ống niken thiêu kết để thu được hydro khô. (Theo yêu cầu của người sử dụng đối với hydro thành phẩm, hệ thống có thể bổ sung thêm thiết bị tinh chế, và quá trình tinh chế sử dụng phương pháp khử oxy hóa xúc tác lưỡng kim palladium-platinum).
Hydro được tạo ra từ thiết bị sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước được dẫn đến thiết bị tinh chế hydro thông qua bể chứa trung gian.
Đầu tiên, hydro đi qua tháp khử oxy. Dưới tác dụng của chất xúc tác, oxy trong hydro phản ứng với hydro để tạo ra nước.
Công thức phản ứng: 2H2 + O2 → 2H2O.
Sau đó, khí hydro đi qua bộ ngưng tụ hydro (làm lạnh khí để ngưng tụ hơi nước trong khí tạo ra nước, và nước ngưng tụ được tự động thải ra khỏi hệ thống thông qua bộ thu chất lỏng) và đi vào tháp hấp phụ.