Produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig - teknolohiya at kagamitan

Ang electrolysis ng tubig ay isang prosesong physico-kemikal kung saan ang tubig ay nabubulok sa oxygen at hydrogen sa ilalim ng impluwensya ng direktang electric current. Ang boltahe ng DC para sa cell ay nakuha, bilang isang panuntunan, sa pamamagitan ng pagwawasto ng three-phase alternating current. Sa isang electrolytic cell, ang distilled water ay sumasailalim sa electrolysis, habang ang kemikal na reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa sumusunod na kilalang pamamaraan: 2H2O + enerhiya -> 2H2 + O2.

Bilang resulta ng paghahati ng mga molekula ng tubig sa mga bahagi, ang hydrogen ay nakuha sa dami ng dalawang beses kaysa sa oxygen. Ang mga gas sa halaman ay inalis ang tubig at pinalamig bago gamitin. Ang mga outlet pipe ng device ay palaging protektado ng mga non-return valve para maiwasan ang sunog.

Ang istraktura mismo ay gawa sa mga tubo ng bakal at makapal na mga sheet ng bakal, na nagbibigay sa buong istraktura ng mataas na tigas at mekanikal na lakas. Ang mga tangke ng gas ay dapat na masuri ang presyon.

Kinokontrol ng electronic unit ng device ang lahat ng yugto ng proseso ng produksyon at pinapayagan ang operator na subaybayan ang mga parameter ng panel at pressure gauge, na ginagarantiyahan ang kaligtasan. Ang kahusayan ng electrolysis ay tulad na ang tungkol sa 500 metro kubiko ng parehong mga gas ay nakuha mula sa 500 ML ng tubig sa isang halaga ng tungkol sa 4 kW / h ng elektrikal na enerhiya.

Kung ikukumpara sa iba pang mga pamamaraan ng produksyon ng hydrogen, ang electrolysis ng tubig ay may isang bilang ng mga pakinabang. Una, ang mga magagamit na hilaw na materyales ay ginagamit - demineralized na tubig at kuryente. Pangalawa, walang polluting emissions sa panahon ng produksyon. Pangatlo, ang proseso ay ganap na awtomatiko. Sa wakas, ang output ay isang medyo dalisay (99.99%) na produkto.

Samakatuwid, ang mga halaman ng electrolysis at ang hydrogen na ginawa mula sa kanila ay ginagamit ngayon sa maraming mga industriya: sa synthesis ng kemikal, sa paggamot ng init ng mga metal, sa paggawa ng mga langis ng gulay, sa industriya ng salamin, sa electronics, sa mga sistema ng paglamig sa kuryente, atbp.

Ang planta ng electrolysis ay nakaayos tulad ng sumusunod. Sa labas ay ang hydrogen generator control panel. Bilang karagdagan, ang isang rectifier, isang transpormer, isang sistema ng pamamahagi, isang demineralized na sistema ng tubig at isang bloke para sa muling pagdadagdag nito ay na-install.

Sa isang electrolytic cell, ang hydrogen ay ginawa sa gilid ng cathode plate at ang oxygen ay ginawa sa anode side. Dito umaalis ang mga gas sa cell. Ang mga ito ay pinaghihiwalay at pinapakain sa isang separator, pagkatapos ay pinalamig ng demineralized na tubig, pagkatapos ay pinaghihiwalay ng gravity mula sa likidong bahagi. Ang hydrogen ay ipinadala sa isang scrubber kung saan ang mga likidong patak ay tinanggal mula sa gas at pinalamig sa isang likid.

Sa wakas, ang hydrogen ay sinala (filter sa tuktok ng separator), kung saan ang mga droplet ng tubig ay ganap na naalis, at pumapasok sa silid ng pagpapatayo. Ang oxygen ay karaniwang nakadirekta sa atmospera. Ang demineralized na tubig ay pumped sa washer.

Dito, ginagamit ang lye upang mapataas ang electrical conductivity ng tubig. Kung ang operasyon ng electrolyzer ay nagpapatuloy gaya ng dati, pagkatapos ay ang likido ay na-top up minsan sa isang taon sa isang maliit na halaga. Ang solid potassium hydroxide ay inilalagay sa isang likidong tangke na dalawang-katlo na puno ng demineralized na tubig, pagkatapos ay ibomba sa solusyon.

Ang sistema ng paglamig ng tubig ng electrolyzer ay may dalawang layunin: pinapalamig nito ang likido sa 80-90 °C at pinapalamig ang mga nagresultang gas sa 40 °C.

Ang sistema ng pagsusuri ng gas ay kumukuha ng mga sample ng hydrogen. Ang mga patak ng lihiya sa separator ay pinaghihiwalay, ang gas ay pinapakain sa analyzer, ang presyon ay nabawasan, at ang oxygen na nilalaman ng hydrogen ay nasuri. Bago idirekta ang hydrogen sa tangke, ang dew point ay sinusukat sa hygrometer. Magpapadala ng signal sa operator o sa computer upang magpasya kung ang ginawang hydrogen ay angkop para sa paghahatid sa tangke ng imbakan, kung ang gas ay nakakatugon sa mga kondisyon ng pagtanggap.

Ang gumaganang presyon ng yunit ay kinokontrol ng isang awtomatikong sistema ng kontrol. Ang sensor ay tumatanggap ng impormasyon tungkol sa presyon sa electrolyzer, pagkatapos kung saan ang data ay ipinadala sa isang computer, kung saan ito ay inihambing sa mga set na parameter. Ang resulta ay pagkatapos ay ma-convert sa isang signal sa pagkakasunud-sunod ng 10 mA at ang operating pressure ay pinananatili sa isang paunang natukoy na antas.

Ang operating temperatura ng yunit ay kinokontrol ng isang pneumatic diaphragm valve.Ihahambing din ng computer ang temperatura sa setpoint at ang pagkakaiba ay mako-convert sa isang naaangkop na signal para sa PLC.

Ang kaligtasan ng electrolyzer ay sinisiguro ng blocking at alarm system. Sa kaso ng pagtagas ng hydrogen, ang pagtuklas ay awtomatikong ginagawa ng mga detektor. Sa kasong ito, agad na pinapatay ng programa ang henerasyon at sinisimulan ang bentilador upang ma-ventilate ang silid. Dapat panatilihin ng operator ang isang portable leak detector. Ang lahat ng mga hakbang na ito ay ginagawang posible upang makamit ang isang mataas na antas ng kaligtasan sa pagpapatakbo ng mga electrolyzer.