Sirkulasi Hidrogén jeung Alkali dina Éléktrolisis Cai Éléktrolisis Cai Prosés Produksi Hidrogen

Dina prosés produksi hidrogén alkali electrolyzer, kumaha carana sangkan alat ngajalankeun operasi stabil, sajaba kualitas electrolyzer sorangan, nu jumlah sirkulasi lye setelan oge faktor pangaruh penting.

Anyar-anyar ieu, dina Rapat Bursa Pertukaran Téknologi Produksi Kasalametan Hidrogen Asosiasi Gas Industri Cina, Huang Li, kapala Program Operasi sareng Pangropéa Hidrogen Cai Éléktrolisis Hidrogen, ngabagi pangalaman urang ngeunaan setting volume sirkulasi hidrogén sareng lye dina tés sareng operasi sareng prosés pangropéa.

Di handap ieu kertas aslina.

——————

Dina latar tukang strategi dual-karbon nasional, Sekutu Hidrogen Energy Technology Co., Ltd, anu geus husus dina produksi hidrogén salila 25 taun sarta kahiji kalibet dina widang énergi hidrogén, geus dimimitian pikeun dilegakeun ngembangkeun téhnologi hidrogén héjo sarta alat-alat, kaasup desain runners tank éléktrolisis, manufaktur peralatan, plating éléktroda, kitu ogé nguji tank éléktrolisis jeung operasi sarta perawatan.

HijiPrinsip Kerja Éléktrolisis Alkali

Ku ngalirkeun arus langsung ngaliwatan hiji éléktrolisér ngeusi éléktrolit, molekul cai sacara éléktrokimia diréaksikeun dina éléktroda sarta decomposed jadi hidrogén jeung oksigén. Pikeun ningkatkeun konduktivitas éléktrolit, éléktrolit umum nyaéta larutan cai kalayan konsentrasi 30% kalium hidroksida atanapi 25% natrium hidroksida.

Éléktrolisis diwangun ku sababaraha sél éléktrolitik. Unggal chamber éléktrolisis diwangun ku katoda, anoda, diafragma jeung éléktrolit. Fungsi utama diafragma nyaéta pikeun nyegah permeasi gas. Dina bagian handap electrolyzer nu aya inlet umum jeung outlet, bagian luhur campuran gas-cairan saluran aliran alkali jeung oksi-alkali. Lulus kana tegangan tangtu arus langsung, nalika tegangan ngaleuwihan tegangan dékomposisi teoritis cai 1.23v jeung tegangan nétral termal 1.48V luhureun nilai nu tangtu, éléktroda jeung réaksi rédoks panganteur cair lumangsung, cai ieu decomposed kana hidrogén jeung oksigén.

Dua Kumaha lye ieu medar

1️⃣Hidrogen, Siklus Campuran Oksigén Sisi Lye

Dina bentuk sirkulasi ieu, lye asup kana pompa sirkulasi lye ngaliwatan pipa nyambungkeun di handapeun separator hidrogén jeung separator oksigén, lajeng asup ka katoda jeung anoda chambers of electrolyzer sanggeus cooling jeung nyaring. Kaunggulan tina sirkulasi campuran nyaéta struktur basajan, prosés pondok, béaya rendah, sarta bisa mastikeun ukuran sarua sirkulasi lye kana katoda jeung anoda chambers of electrolyzer nu; disadvantage nya éta dina hiji sisi, éta bisa mangaruhan purity hidrogén jeung oksigén, sarta di sisi séjén, éta bisa ngabalukarkeun tingkat separator hidrogén-oksigén kaluar tina adjustment, nu bisa ngakibatkeun ngaronjat résiko tina campuran hidrogén-oksigén. Ayeuna, sisi hidrogén-oksigén tina siklus pergaulan lye nyaéta prosés paling umum.

2️⃣Pamisahan sirkulasi hidrogén jeung oksigén samping lye

Bentuk sirkulasi ieu merlukeun dua pompa sirkulasi lye, nyaéta dua sirkulasi internal. The lye di handapeun separator hidrogén ngaliwatan pompa sirkulasi hidrogén-sisi, geus leuwih tiis tur disaring, lajeng diasupkeun kana chamber katoda tina electrolyzer nu; lye di handapeun separator oksigén ngaliwatan pompa sirkulasi oksigén-sisi, geus leuwih tiis tur disaring, lajeng asup ka chamber anoda of electrolyzer nu. Kauntungannana sirkulasi bebas lye nyaéta yén hidrogén jeung oksigén dihasilkeun ku éléktrolisis anu purity tinggi, fisik Ngahindarkeun résiko Pergaulan hidrogén jeung oksigén separator; disadvantage teh nya eta struktur jeung prosés anu pajeulit jeung ongkosna mahal, sarta eta oge diperlukeun pikeun mastikeun konsistensi tina laju aliran, sirah, kakuatan sarta parameter séjén tina pompa dina dua sisi, nu ngaronjatkeun pajeulitna operasi, sarta nempatkeun maju sarat ngadalikeun stabilitas dua sisi sistem.

Tilu Pangaruh laju aliran sirkulasi lye dina produksi hidrogén ku cai éléktrolitik jeung kaayaan gawé éléktroliser

1️⃣Peredaran lye kaleuleuwihan

（1）Pangaruh kana kamurnian hidrogén sareng oksigén

Kusabab hidrogén jeung oksigén boga kaleyuran tangtu dina lye nu, volume sirkulasi badag teuing ku kituna jumlah total leyur hidrogén jeung oksigén nambahan sarta asup kana unggal chamber kalawan lye, nu ngabalukarkeun purity hidrogén jeung oksigén pikeun ngurangan di outlet of electrolyzer nu; volume sirkulasi badag teuing ku kituna waktu ingetan tina separator cair hidrogén jeung oksigén teuing pondok, sarta gas nu teu acan dipisahkeun sagemblengna dibawa deui kana interior nu electrolyzer jeung lye, nu mangaruhan efisiensi réaksi éléktrokimia nu electrolyzer sarta purity hidrogén jeung oksigén, sarta salajengna Ieu bakal mangaruhan efisiensi réaksi éléktrokimia dina electrolyzer jeung kamampuhan oksigén jeung purity of éléktrolisis jeung oksigén. dehidrogénat jeung deoxygenate, hasilna pangaruh goréng hidrogén jeung oksigén purifikasi sarta mangaruhan kualitas produk.

(2) Pangaruh dina suhu tank

Dina kaayaan yén suhu outlet tina cooler lye tetep unchanged, teuing aliran lye bakal nyokot jauh leuwih panas ti electrolyzer nu, ngabalukarkeun suhu tank turun sarta kakuatan ngaronjat.

（3）Pangaruh kana arus sareng tegangan

Sirkulasi lye kaleuleuwihan bakal mangaruhan stabilitas arus jeung tegangan. Aliran cair kaleuleuwihan bakal ngaganggu turun naek normal tina arus jeung tegangan, ngabalukarkeun arus jeung tegangan teu gampang stabilized, ngabalukarkeun fluctuations dina kaayaan kerja tina kabinét panyaarah jeung trafo, sahingga mangaruhan produksi jeung kualitas hidrogén.

(4) Ningkatkeun konsumsi énergi

Sirkulasi lye kaleuleuwihan ogé bisa ngakibatkeun ngaronjat konsumsi énérgi, ngaronjat biaya operasi sarta ngurangan efisiensi énergi sistem. Utamana dina kanaékan sistem sirkulasi internal cai cooling tambahan sarta semprot sirkulasi éksternal sarta kipas, beban cai chilled, jeung sajabana, ku kituna konsumsi kakuatan naek, konsumsi énergi total naek.

(5) Nyababkeun gagalna alat

Sirkulasi lye kaleuleuwihan naek beban dina pompa sirkulasi lye, nu pakait jeung ngaronjat laju aliran, tekanan sarta fluctuations suhu dina electrolyzer nu, anu dina gilirannana mangaruhan éléktroda, diafragma jeung gaskets jero electrolyzer nu, nu bisa ngakibatkeun malfunctions parabot atawa Karuksakan, sarta paningkatan dina workload pikeun pangropéa sarta perbaikan.

2️⃣Sirkulasi Lye leutik teuing

(1) Pangaruh kana suhu tank

Lamun volume sirkulasi lye teu cukup, panas dina electrolyzer nu teu bisa dicokot jauh dina waktu, hasilna kanaékan suhu. Lingkungan suhu anu luhur ngajadikeun tekanan uap jenuh cai dina fase gas naék sareng eusi cai naék. Lamun caina teu bisa condensed sahingga, éta baris ngaronjatkeun beungbeurat sistem purifikasi sarta mangaruhan éfék purifikasi, sarta eta oge bakal mangaruhan pangaruh jeung bentang hirup tina katalis jeung adsorbent.

（2）Pangaruh kana kahirupan diafragma

Lingkungan suhu luhur kontinyu bakal ngagancangkeun sepuh tina diafragma, sangkan kinerja turunna atawa malah beubeulahan, gampang ngabalukarkeun diafragma dina dua sisi hidrogén jeung oksigén silih perméabilitas, mangaruhan purity hidrogén jeung oksigén. Nalika silih infiltrasi deukeut ka wates handap ledakan sahingga kamungkinan bahaya electrolyzer greatly ngaronjat. Dina waktu nu sarua, suhu luhur kontinyu ogé bakal ngabalukarkeun karuksakan leakage gasket sealing, pondok hirup layanan na.

(3) Pangaruh kana éléktroda

Lamun jumlah sirkulasi lye leutik teuing, gas dihasilkeun teu bisa ninggalkeun puseur aktif éléktroda gancang, sarta efisiensi éléktrolisis kapangaruhan; lamun éléktroda teu bisa pinuh kontak jeung lye pikeun ngalaksanakeun réaksi éléktrokimia, Abnormalitas ngurangan parsial jeung kaduruk garing bakal lumangsung, accelerating shedding tina katalis dina éléktroda.

（4）Pangaruh kana tegangan sél

Jumlah lye sirkulasi teuing leutik, sabab gelembung hidrogén jeung oksigén dihasilkeun dina puseur aktif éléktroda nu teu bisa dibawa kabur dina jangka waktu, sarta jumlah gas leyur dina éléktrolit naek, ngabalukarkeun kanaékan tegangan tina chamber leutik sarta naékna konsumsi kakuatan.

Opat Métode pikeun nangtukeun laju aliran sirkulasi lye optimum

Pikeun ngajawab masalah di luhur, perlu nyandak ukuran saluyu, kayaning rutin mariksa sistem sirkulasi lye pikeun mastikeun operasi normal na; ngajaga kaayaan dissipation panas alus sabudeureun electrolyzer nu; sarta nyaluyukeun parameter operasi tina electrolyzer nu, lamun perlu, dina urutan ulah lumangsungna teuing badag atawa leutik teuing volume sirkulasi lye.

Laju aliran sirkulasi lye optimum kudu ditangtukeun dumasar kana parameter téknis electrolyzer husus, kayaning ukuran electrolyzer, jumlah kamar, tekanan operasi, suhu réaksi, generasi panas, konsentrasi lye, lye cooler, hidrogén-oksigén separator, dénsitas ayeuna, purity gas jeung sarat sejen, alat-alat jeung durability pipa jeung faktor séjén.

Parameter Téknis Dimensi:

ukuran 4800 x 2240 x 2281 mm

beurat total 40700Kg

Ukuran kamar éféktif1830, Jumlah kamar 238个

Kapadetan arus éléktroliser 5000A/m²

tekanan operasi 1.6Mpa

hawa réaksi 90 ℃ ± 5 ℃

Set tunggal volume hidrogén produk éléktroliser 1300Nm³/h

Oksigén Produk 650Nm³/h

arus langsung n13100A, tegangan dc 480V

Lye Cooler Φ700x4244mm

aréa bursa panas 88,2m²

Separator hidrogén jeung oksigén Φ1300x3916mm

separator oksigén Φ1300x3916mm

Konsentrasi larutan kalium hidroksida 30%

Nilai lalawanan cai murni> 5MΩ·cm

Hubungan antara larutan kalium hidroksida sareng éléktroliser:

Jieun cai murni conductive, mawa kaluar hidrogén jeung oksigén, sarta ngaleungitkeun panas. Aliran cai cooling dipaké pikeun ngadalikeun hawa lye ambéh suhu réaksi electrolyzer relatif stabil, sarta generasi panas tina electrolyzer jeung aliran cai cooling dipaké pikeun nyocogkeun kasaimbangan panas tina sistem pikeun ngahontal kaayaan kerja pangalusna sarta parameter operasi paling hemat energi.

Dumasar operasi sabenerna:

Kontrol volume sirkulasi Lye dina 60m³ / h,

Aliran cai cooling muka kira-kira 95%,

Suhu réaksi éléktrolisér dikontrol dina 90 ° C dina beban pinuh,

Konsumsi kakuatan DC éléktroliser kaayaan optimum nyaéta 4,56 kWh/Nm³H₂.

limanyimpulkeun

Pikeun nyimpulkeun, volume sirkulasi lye mangrupa parameter penting dina prosés produksi hidrogén ku éléktrolisis cai, nu patali jeung purity gas, tegangan chamber, suhu electrolyzer sarta parameter lianna. Éta luyu pikeun ngadalikeun volume sirkulasi dina 2 ~ 4 kali / h / mnt ngagantian lye dina tank. Ku cara éféktif ngadalikeun volume sirkulasi lye, éta ensures operasi stabil sarta aman alat produksi hidrogén éléktrolisis cai pikeun periode nu lila.

Dina prosés produksi hidrogén ku éléktrolisis cai dina éléktrolisis alkali, optimasi parameter kaayaan kerja sareng desain runner electrolyzer, digabungkeun sareng bahan éléktroda sareng pilihan bahan diafragma mangrupikeun konci pikeun ningkatkeun arus, ngirangan tegangan tank sareng ngahémat konsumsi énergi.

--Taros Kami--

Telepon: +86 028 6259 0080

Fax: +86 028 6259 0100

E-mail: tech@allygas.com